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1、第V61.26,Nos26卷第5期工程热物理学报2005年9月JOURNAL0FENGINEERINGTHERMOPHYSICSSeP.,2005多孔材料内部结构的微CT扫描仪分析张扬彭晓峰(清华大学相变与界面传递现象实验室,北1000京84摘要本文介绍使用微CT扫描仪对样,CT品进行扫描和图像重构的原理以蛋糕为样品使用对多孔材料的内部结构进行研究,包括样品的孔隙率及其变化,水在大孔内的分布,空腔的三维重构图像和样品内部其它微细特征.结果表明,浸水的样品在干燥后,骨架收缩,部分孔的尺寸明显增大,孔隙率增加,而没有浸水的蛋糕在干燥前后结构变化不大.文章表
2、明,对于孔径大于儿十微米的多孔性材料,使用文中的微CT扫描仪可以有效地对它们进行内部结构的研究.关键词CT;重构;多孔材料:::一中图分类号TK124文献标识码A文章编号025323iX(2005)05一55于03一MICROCTSCANNINGANALYSISFORINNERSTRUCTUREOFPOROUS入4EDIAZHANGYangPENGXiao-FengLaba七〔冲不yofeange‘eral了乍an亡a,uajjBj100084,joa(orPhasCh&In几d印or外enomenTsin沙Unvers妞ej铭仍),AbstraetA
3、er于CTseaerelnP10yedtoistigateinnerstruetureofporousmediaineling而nwasnveud,,PorosityanditsiationinthesamPlesPorereeonstruetionterdistributioninbigPoresandothervarwa,.innercharaeteristiesandpartieularlyeakesretakenassamPlesWhenthesPlewasdriedafterweam,,,,beingersedinterthesoldfram
4、eshranksomeporesbeealargerandthePorosityinereasedwameunjn.whilethesPlewithoutbeinginlnlersedinwaterdidnotehangeehafterdriedTheexPerimeltsammuindieatethatmieroCTseing15anefeetiveteehnolo盯tostudytheinerstruetofporousmateriaswithPoresertanhteoerons.urellagannsf而KeyrdsCT;reeonstruet
5、ion;porousmaterialwo1前言2CT扫描和图像重构的原理,X射线在不同物质中的穿透能力不同CT通多孔介质内热质传递过程和现象几乎涉及生活,,过X射线对内部不均匀的样品进行扫描接受器上和实际应用的方方面面相关研究对生产和科研有,,重要意义。多孔介质内部结构对传递过程起着决定接收到不同部位的光强根据光强输出灰度图像得,1。J。到样本投影图(SHADOWIMAGE)如图所示性作用经典研究中用平均的方法对多孔介质的结,、Il]。构参数进行描述引入表征体元孔隙率等概念,3,近年来又出现用分形概念进行描述的方法比]已,经有学者对图像数据进行处理证明
6、在一定的尺度,.4范围内某些多孔介质的结构符合分形特征[3,]oo使用cT(CmPutedTomgrap城计算机断层分,。析)技术可以对材料的内部结构进行无伤拍摄微,型CT分辨率高可以对多孔材料的内部结构进行较细致的研究。本文以清华大学相变与界面传递现,象实验室的微型CT扫描仪为例介绍它在多孔材料内部结构研究上的应用。:一:一一收稿日期20050冬03;修订日期20050629.:o基金项目国家自然科学基金重点项目资助(N50136020):,,,,。作者简介张扬(1982一)男安徽阜阳人博士生主要研究多孔介质内的传递现象:5期张扬等多孔材料内部结构的
7、微CT扫描仪分析。:,旋转样本可得到不同角度的投影根据同一高度不样品C样品C投影图形成界面表层首先干,,。,同角度的投影对该高度上的截面进行离散和二维燥内部没有完全干燥干燥后样品骨架有收缩的重构,可以得到该高度上的截面图。截,,,大孔更大。面图提供了趋势孔的平均尺寸变大但小孔更小,:,空间各点的灰度值很容易由此得到平行于竖直方样品D完全干燥的样品界面消失从截面图向(Z方向)的剖面图。上看,孔的尺寸明显比新鲜的样品大,不少小孔隙被收缩密实的固体骨架所湮灭。3实例介绍:,。样品E与样品A相近骨架和孔隙分布均匀3.1实验设备和样品3.3孔隙率的变化,A和D目
8、AsKYseAN1074Portable设定样品标区域为圆柱状中圆实验使用比利时生产,.。19
