測試樣品結構的多樣特征-多孔材料分析顯微鏡
多孔材料的宏觀性能,這些性能總是和樣品的表觀密度有關的
。力學性能的分散性,以平臺應力為例,很大程度上取決于多孔結
構的均勻性。一般來說,這些性能和多孔結構的質量有著緊密的聯
系。測試結果的分散性說明測試樣品結構的多樣性。大部分的實驗
是在不知道測試樣品的微觀結構的情況下進行的,因此幾乎不能獲
得任何有關結構特征的數據,特別是采用破壞性的測試方法時更是
如此。為改進工藝并提高泡沫材料使用性能的可靠性,急需系統地
建立三維多孔結構與性能之間的關系。
微觀結構特征
微觀結構特征考慮的是單個孔的結構,即構成孔壁的金屬以及它
們的拓撲學關系。
泡沫金屬典型的特征還應包括發泡劑的殘留物、增黏添加劑的
分布、在凝固:過程中形成的高內表面積、晶粒生長產生的局部效
應、冷卻過程中的溫度梯度效應等,這在很大程度上都與樣品的微
觀位置有關。局部的金屬性能可能不同于整體結構的性能,在整個
樣品中能否獲得均勻的微觀結構是一個重要的質量標準,,暴管孔
邊界和孔壁的性能存在著本質的差異。相對于孔徑而言,孔壁尺寸
非常小,所以泡沫材料的力學、化學和物理性能與多晶實體材料相
比有很大的差異。一般來說,相同的金屬材料以多孔結構或以實體
金屬出現時,其性能是不相同的。對于熔體發泡工藝獲得的泡沫,
因為合金結構對冷卻速度的敏感性,靠近表面的快速冷卻區域和內
部的慢冷卻區域之間存在著微觀結構的差異。特別是可強化多孔泡
沫鋁合金,其時效硬化處理與成分分布的關系更為密切。