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显微CT丨对纤维复合材料的检测帮助
发布:束蕴仪器(上海)有限公司浏览次数:1医用口罩的结构和作用机理
医用口罩实物图片和SEM获取的横截面图片分别展示了口罩的宏观结构和微观结构,不难看出,不同层因其功能不同,选用的材料也有很大的差异。中间层主要用来过滤病菌,厚度约为156μm,纤维更细小,堆叠更密实。
▲1.常见医疗口罩的构成(图片来自新华网)
2.口罩横截面SEM图片(img/span
3.熔喷布微观结构图(img/span
中间层通常是聚丙烯熔喷无纺布,纤维直径分布在0.5~10μm,以1~4μm为主。纤细的纤维,在三维空间中交织成网状结构,在保证空气流通顺畅的情况下,提供尽可能大的表面积,通过各种不同作用机理来过滤病菌,颗粒。这种网状结构的特征,尤其是三维空间的结构特征是影响其过滤能力的重要因素之一,比如纤维材料的孔隙率,结构分离程度,结构厚度分布,纤维取向分布等。在二维尺度上,SEM为我们提供了非常清晰的图像,可以用来对不同截面进行的分析。如果我们需要无损的,高分辨率,高衬度的三维图像呢?布鲁克公司的SkyScan系列三维X射线显微镜(显微CT 3D-XRM)可以满足这样的需求!
显微CT 3D-XRM不需要进行切片,染色或喷金等样品处理。
显微CT 3D-XRM的样品可重复测试,进行纵向比对。
聚丙烯这类主要由C,H等轻元素组成的物质,对X射线吸收非常弱,想获得足够高的对比度,①要求X射线探测器的灵敏程度高,可以识别出微小的信号差异,获取吸收衬度信息。②设备整体精度高,探测器灵敏度高,在吸收衬度之外,还可以利用X射线相位的变化,获得包含相位衬度的图像。
▲纤维CT虚拟切片,同时包含吸收衬度和相位衬度信息,分辨率350nm,纤维丝边界清晰。
大工作距离条件下的高分辨率模式大工作距离条件下的高分辨率扫描,一般是通过透镜或光锥对闪烁体产生的信号进行二次放大,布鲁克SkyScan采用高分辨率CCD探测器(1100万像素,普通探测器一般为400万像素)+具有放大功能的光纤实现几何放大和光锥二次放大,并且在进行二次放大的同时,可以保证成像速度,在合理的时间内完成大工作距离下的高分辨率扫描。
▲SkyScan2214光锥耦合两级放大
▲SkyScan系列产品标配软件包3D.Suite,详细信息可了解https://www.bruker.com/products/microtomography/micro-ct-software/3dsuite.html
定量分析软件可实现:
· 孔隙率
· 比表面积
· 纤维直径分布
· 局部孔径分布
· 纤维取向
▲复合材料纤维取向
利用三维X射线显微镜,获取材料三维结构图像,结合配套的专业分析软件,就可以突破二维空间的限制,打开3D甚至是4D研究领域的大门。
2020-06-29相关仪器 -
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