- 2025-01-10 10:53:59振动液化下的土体微观结构表征
- 振动液化下的土体微观结构表征是研究土体在振动作用下发生液化时，其微观结构变化的过程与特征。液化会导致土体颗粒重新排列，孔隙结构改变，进而影响土体的物理力学性质。通过显微镜观察、扫描电镜及X射线衍射等技术手段，可分析土体微观结构的形态、排列方式及孔隙分布等，揭示液化机理，为地基处理、防灾减灾提供理论依据。该研究对于保障工程安全具有重要意义。
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振动液化下的土体微观结构表征问答
- 2023-05-30 10:15:02课堂 | 研究天然聚合物精细细节的微观结构
- 结合扫描电子显微镜的冷冻宽幅离子束铣削（Cryo-BIB-SEM）本报告评估了结合使用冷冻宽幅离子束铣削和扫描电子显微镜（cryo-BIB-SEM）对低温稳定柔性聚合物的微观结构进行成像和分析的潜能。报告介绍了使用cryo-BIB-SEM对易损天然聚合物进行检查的结果，例如番茄果皮和木材，还分析了聚合物表面形态和多种微观结构特性。聚合物的微观结构控制它们的化学反应性以及机械和传输特性。然而，由于亚微米等级的分析方法比较少，通常无法对柔性聚合物的微观结构进行定量表征，或不具备相关的可行性条件。冷冻断裂是少数可用的方法之一，但通过这种工艺制备的样本表面通常过于粗糙，导致制备好的样本上只有极小一部分区域适合定量SEM研究。本报告中的结果显示，使用cryo-BIB-SEM可以对完好的样本横截面上的较大平面区域进行高清晰成像，更好地对柔性聚合物进行微观结构表征。在观察过程中，在通过cryo-BIB-SEM样本制备工艺加工的样本中，仅发现极少量的伪影，而且均非冷冻导致。介 绍聚合物微观机构会影响聚合物的机械和传输特性，进而决定了材料的耐久性以及对风化、冷热和光照的耐受性，因此聚合物微观结构的精确表征非常重要。各类聚合物，无论是柔性、硬质、天然还是合成，都是如此。Cryo-BIB-SEM可对表面完好的大尺寸低温稳定样本的微孔进行高清晰成像和化学分析。在上一篇报告中，使用Cryo-BIB-SEM研究了锂离子电池电极在干燥过程中的微观结构[1]。本报告中使用cryo-BIB-SEM表征了天然聚合物，包括木头和水果蔬菜的表皮。如前文所述，需要以亚微米级清晰度精 准确定柔性聚合物的微观机构。然而，很少有方法能够在如此高分辨率下对这种柔性样本进行表征。另外，由于冷冻断裂工艺制备的柔性聚合物样本的表面过于粗糙，使用SEM或能量色散谱（EDS）进行定量分析时，仅能够准确研究很小一部分的表面区域。而且有机材料往往会发生膨胀收缩，使用SEM进行样本制备和测量时，尤其是对于高水分含量的材料，通常很难在材料的原生状态下进行分析。微型计算机断层成像（μCT）和SEM低温聚焦离子束铣削（cryo-FIB-SEM）等方法的分辨率则通常过低或获得的结果不具代表性。本应用注意事项介绍了使用cryo-BIB-SEM在高分辨率（亚微米级）下对柔性、易损天然聚合物（木材和番茄表皮）的微观结构进行表征的过程。Cryo-BIB-SEM材料和方法Cryo-BIB可制备具有大平面区域的冷冻稳定横截面（可达4 mm²）。样本制备中包含快速冷却（淬火）步骤，可形成整齐的聚合物切口并大大降低造成断裂、变形等损坏的风险。使用液氮-雪泥对样本进行淬火，然后将样本快速转移至一个温度保持LN2水平的低温冷却阶段（图1a）[2]。使用金刚石锯在钛(Ti)掩模上方几十纳米处切割低温冷却样本，钛掩膜在后续的溅射镀膜过程中遮蔽样本。使用cryo-BIB氩(Ar)离子束铣削，制备平整的大横截面。接下来，根据所需的信息类型，可以使用两种制备和成像方案，可以是EDS成分数据或使用SEM获得的精细结构的高清晰图像。在第 一个方案中（图1b），样本经溅射镀膜处理以方便EDS/SEM分析并提供各阶段纹理和成分的信息。在第二个方案中，样本未经过镀膜处理，以便于渗入多孔表面中的水升华。这样一来，之前被水隐藏的样本微观结构便可以完全显现出来。使用徕卡显微系统的EM TIC 3X离子束铣削系统对木材和番茄皮（天然聚合物）样本进行冷冻宽幅离子束（cryo-BIB）铣削。将经BIB铣削的样本放进SEM（Supra 55，蔡司）之前，首先使用徕卡显微系统的EM ACE600镀膜机的溅射、碳蒸发和电子束蒸发配置对样本溅射镀膜一层薄薄的钨（W）。钨层可防止不导电样本被电子束辐射时充电。图1a：cryo BIB-SEM样本制备工作流程使用EM TIC 3X系统执行cryo-BIB，使用EM ACE600系统进行溅射镀膜。图1b：cryo-BIB-SEM研究中使用的2个方案的原理图，用于研究样本的：1）纹理和成本，和2）渗水后的精细亚微米结构。结 果分析柔性天然聚合物的主要目的是验证cryo-BIB-SEM方法在样本制备和分析过程中保存样本的精细和易损结构的能力。一个特别目标是确定使用cryo-BIB-SEM样本制备工艺制备的横截面的质量，即样本横截面是否存在伪影或损伤。番茄皮从一个新鲜番茄（图2a）上切一小块皮，然后按照图1中的工作流程进行制备，并按照方案2进行分析。番茄皮含有大量水分，微观结构非常复杂，因此是评估样本制备过程中因形成冰晶而发生断裂的可能性的理想材料。图2b中显示了一个番茄皮的横截面，在横截面的上部可以看到一小片钛掩膜，掩膜上积聚了一些“溅射灰尘”。番茄细胞的精细结构清晰可见，细胞形状非常类似于之前光学显微镜观察文献中报告的形状[3]。cryo-BIB-SEM方法的清晰度更高，可以分析易损微观结构的精细细节（图2c）。低温冷却和切割过程中未发现造成任何损伤，这说明cryo-BIB-SEM方法可以为柔性易损天然聚合物分析制备无损伤、缺陷的样本。图2a：切割番茄的示例，表皮上标注了横截面（蓝色长方形）。使用cryo-BIB-SEM研究了这种样本。2b：Cryo-BIB-SEM图像显示了大片的番茄表皮横截面样本。图2c：2b中使用cryo-BIB-SEM获得的清晰度更高的番茄表皮横截面图像显示了微观结构的精细细节。Cryo-BIB-SEM成像可揭示松木（樟子松）的细胞和微观形态。宽幅离子束铣削方法制备的细胞壁表面，上面没有切片机切割等制备方法造成的伪影。EDS提供了不同木材相位的成分，例如细胞膜质中的碳（C）和因细胞中含有大量的水而存在的氧气（O）[4]。图3a：Cryo-BIB-SEM方法获得的松木图像（SE2），上面显示了管胞（树的木质部运输组织的伸长细胞）的微观形态和纹孔（细胞间流体交换的细胞壁部分）。3b：使用cryo-BIB方法制备的松木的EDS图像（3a中的相同区域）细胞膜质中的碳（C，红色）信号和木材细胞所含水的氧气（O，蓝色）。概述与结论我们已经介绍了cryo-BIB-SEM是一种可以研究易损柔性天然聚合物的横截面的有效表征方法（番茄表皮和木材）。可对无损伤番茄表皮和木材细胞的微观结构的精细细节进行高清晰成像。另外，cryo-BIB-SEM样本制备过程中，未发现因制备而导致的断裂或样本损伤。参考文献：1.S. Jaiser, J. Kumberg, J. Klaver, J.L. Urai, W. Schabel, J. Schmatz, P. Scharfer, Microstructure formation of lithium-ion battery electrodes during drying - An ex-situ study using cryogenic broad ion beam slope-cutting and scanning electron microscopy (Cryo-BIB-SEM), J. Power Sources (2017) vol. 345, pp. 97-107, DOI: 10.1016/j. jpowsour.2017.01.1172.J. Schmatz, J. Klaver, M. Jiang, J.L. Urai, Nanoscale Morphology of Brine/Oil/Mineral Contacts in Connected Pores of Carbonate Reservoirs: Insights on Wettability From Cryo-BIB-SEM, SPE Journal (2017) vol. 22, iss. 05, DOI: 10.2118/180049-PA.3.R. Metzner, H.U. Schneider, U. Breuer, W.H. Schroeder, Imaging Nutrient Distributions in Plant Tissue Using, Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry and Scanning Electron Microscopy, Plant Physiology (2008) vol. 147, pp. 1774–1787, DOI: 10.1104/ pp.107.109215.4.M. Nopens, J. Schmatz, Saturated pine wood sample, Pinus sylvestris, 2017, MaP Microstructures and Pores.
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- 2023-06-27 13:39:46如何表征高温下的泡沫特性？
- 泡沫分析仪是专门为研究泡沫特性而设计的，可对液体泡沫进行宏观尺度和微观尺度的多尺度表征。那如何表征高温下的泡沫特性呢？为此法国泰克利斯(TECLIS)公司针对高温下的泡沫研发生产了Foamscan HTMP高温泡沫分析仪。 Foamscan HTMP高温泡沫分析仪旨在通过在加压和高温实验环境下将气体注入到液体中来测量液体产生泡沫的能力。它还将通过测量其体积、密度和排水速率的变化来确定生成的泡沫的持久性。Foamscan HTMP能够在高达120°C的温度和高达8 bar的压力下工作。 Foamscan HTMP高温泡沫分析仪能够对液体泡沫进行多尺度的表征，它不仅可以对泡沫进行宏观尺度的表征如泡沫体积和泡沫中的液体含量，还可以对泡沫进行微观尺度的表征如气泡的大小和分布，气泡尺寸和分布随时间的变化。可以获取的数据：— 泡沫体积 — 液体体积— 泡沫含液量 — 气体流量— 温度 — 压力— 泡沫电导率 — 气体体积— 起泡能力 — 泡沫稳定性— 泡沫中液体稳定性 — 泡沫密度Foamscan HTMP的应用：— 石油化工— 温度和压力对泡沫的影响— 表面活性剂在困难条件下的起泡效能 (EOR研究)
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- 2025-05-19 11:15:18透射电子显微镜怎么表征
- 透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）作为一种强有力的科学研究工具，广泛应用于材料科学、生命科学等领域，用于研究样品的微观结构、组成和形态。透射电子显微镜通过利用电子束穿透样品并形成高分辨率的图像，从而揭示出样品的内部结构，具有比光学显微镜更为的分辨率。在这篇文章中，我们将详细探讨透射电子显微镜的表征原理，分析其在材料分析和生物样品观察中的实际应用，并介绍其如何帮助研究人员更地解析样品的微观特征。 透射电子显微镜的工作原理 透射电子显微镜的基本工作原理是利用电子束的短波长，突破光学显微镜的分辨率极限。电子束被加速到高能状态，通过电磁透镜聚焦，经过样品后，穿透的电子会与样品中的原子相互作用，产生不同的信号，如衍射图样、透射电子图像等。通过探测这些信号，科学家可以从不同角度观察样品的微观结构。 在TEM的工作过程中，样品必须薄至几个纳米级别，这样电子束才能有效穿透。这一特性使得TEM特别适合用于观察薄膜、纳米材料及生物组织切片等结构。 透射电子显微镜在材料科学中的应用 透射电子显微镜在材料科学领域的应用尤为广泛。它能够帮助研究人员了解金属、陶瓷、半导体等材料的晶体结构、缺陷及表面形态。通过TEM，研究人员可以直接观察到材料中的晶粒、位错、析出相等微观结构特征。这些信息对于提升材料的性能，尤其是在微电子学和纳米技术中的应用，具有极大的指导意义。 例如，在研究金属材料的力学性能时，TEM可以用来揭示材料内部的晶体缺陷和裂纹传播路径，这为材料的改性和应用提供了重要依据。 透射电子显微镜在生物科学中的应用 除了材料科学，透射电子显微镜在生物科学中的应用也极其重要。通过TEM，生物学家可以观察到细胞内部的结构，如细胞膜、核膜、内质网、线粒体等，甚至可以识别细胞中的细胞器和病毒颗粒。TEM在病毒学研究中发挥着不可替代的作用，科学家可以通过透射电子显微镜分析病毒的形态、尺寸和结构，为病毒的诊断与提供理论基础。 透射电子显微镜还广泛用于分子生物学研究，帮助解析蛋白质、核酸等生物大分子的结构，为基因工程和药物研发提供了有力的技术支持。 透射电子显微镜表征的优势与挑战 透射电子显微镜具备高分辨率和深度分析能力，使其在表征微观结构时具有无可比拟的优势。TEM也面临一些挑战。例如，样品的制备要求极高，需要将样品切割至纳米级厚度，且在电子束照射下，样品可能会受到损伤。TEM设备通常体积庞大，操作和维护要求较高，这也限制了其在一些低成本研究中的应用。 结语 透射电子显微镜作为一种高端科学研究工具，在微观结构表征中发挥着至关重要的作用。无论是材料科学的创新研究，还是生命科学的深入探索，TEM都为科学家提供了的观测手段。随着技术的不断进步，透射电子显微镜的应用前景将更加广阔，推动着各学科领域的不断发展和创新。
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- 2025-04-18 17:45:17筛分仪振动怎么调整的
- 筛分仪振动怎么调整的 筛分仪作为一种常用于矿山、建材、化工等行业的设备，其主要功能是对物料进行分级筛分。在筛分过程中，筛分仪的振动性能起到了至关重要的作用。振动的强度、频率、方向等直接影响筛分效果。因此，正确调整筛分仪的振动参数，对于提高筛分效率和筛分精度至关重要。本文将详细介绍筛分仪振动的调整方法，帮助大家更好地理解如何优化筛分仪的工作性能。 一、筛分仪振动的基本原理 筛分仪的振动由电机带动，通过振动传递给筛网，从而使物料在筛网上进行筛分。振动的强度和频率直接影响筛分效果。振动太弱可能导致物料不能充分筛分，振动过强则可能造成物料的破碎或筛网损坏。因此，合理调整筛分仪的振动参数，确保其在佳工作状态下运行，是提高生产效率的关键。 二、筛分仪振动调整的关键因素 振动频率调整 振动频率是影响筛分效率的主要因素之一。一般来说，频率过低可能导致物料筛分不完全，而频率过高则可能造成筛网的过度磨损。常见的振动频率范围通常在800-1600次/分钟之间，根据物料的不同特性，频率的调节会有所不同。可以通过调整电机的转速或使用变频器来实现频率的调节。 振动幅度调整 振动幅度是指筛分仪振动的位移大小，通常通过调整偏心块的重量和位置来实现。适当的振动幅度有助于提高物料的筛分速度。振动幅度太大可能导致物料破碎，幅度过小则可能影响筛分效率。根据实际需要，可以通过调整偏心块的大小或者调整其安装角度来调节振动幅度。 振动方向调整 振动方向的调整对于筛分过程中的物料运动路径有重要影响。通常筛分仪的振动方向应保持与筛网表面的角度适当，避免物料出现堵塞或过度滑动。通过调整振动器的安装角度，可以优化振动方向，从而提高筛分效果。 三、如何调整筛分仪的振动 检查并调整电机转速 首先检查筛分仪的电机转速是否符合要求。电机转速过高或过低都可能影响振动的频率，因此需要根据实际情况调整电机的转速，确保振动频率处于合适范围。 调整偏心块的配置 偏心块是影响振动幅度的重要组件。通过增加或减少偏心块的质量，或者调整其位置，可以有效地调节振动幅度。一般情况下，增加偏心块的质量会增加振动幅度，而调整其位置则有助于平衡振动的均匀性。 调整振动器角度 振动器的安装角度对振动方向的控制起着决定性作用。通常，振动器的角度调整应根据筛分物料的特性和筛网的设计来进行，以确保物料在筛网上的流动顺畅且均匀。 四、振动调整的注意事项 振动过大容易导致筛网损坏 在调整振动参数时，必须确保振动幅度和频率的合理性。振动过大可能导致筛网损坏或加速设备的磨损。因此，应根据物料的性质，合理设置振动幅度和频率。 定期检查振动器的工作状态 在长时间使用筛分仪后，振动器的部件可能出现磨损或松动，影响振动效果。因此，定期检查并维护振动器的工作状态，有助于保持设备的正常运行和延长使用寿命。 根据物料特性进行灵活调整 不同物料的筛分要求不同，调整振动参数时要根据物料的大小、硬度、湿度等特点，灵活调整振动频率、幅度和方向，以实现佳筛分效果。 总结 筛分仪的振动调整是确保筛分效果和设备长期稳定运行的关键。通过合理调节振动频率、幅度和方向，可以有效提高筛分效率，减少设备磨损，延长筛分仪的使用寿命。对于不同的物料，应灵活调整振动参数，以适应其不同的筛分需求。只有在充分理解筛分仪振动调整原理的基础上，才能大限度地发挥其性能，确保生产过程的顺利进行。
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