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科學指南針-材料孔隙結(jié)構(gòu)分析方法

2023-09-19 17:27 作者:bili_74204057874  | 我要投稿

在做壓汞測試時,科學指南針檢測平臺工作人員在與很多同學溝通中了解到,好多同學對壓汞測試不太了解,針對此,科學指南針檢測平臺團隊組織相關(guān)同事對網(wǎng)上海量知識進行整理,希望可以幫助到科研圈的伙伴們;

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隨著科技的進步,材料孔隙結(jié)構(gòu)特征的獲取方法日益豐富,并呈現(xiàn)出多學科多角度綜合的趨勢,歸納起來可以分為以下幾大類:

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1)可視化方法:

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主要使用光學/熒光顯微鏡觀察薄片、鑄體薄片、熒光劑注入片、粉光片等,或用掃描電鏡觀察獲取材料樣品圖像信息等。可以從nm級、μm級、mm級直觀地得到樣品孔隙大小、連通性、特征礦物信息,適用均一性好的樣品,對非均質(zhì)性強的樣品代表性差。

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2)間接測定法

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1)毛管壓力法,包括壓汞法、半滲透隔板法、離心機法、動力驅(qū)替法、蒸氣壓力法等,主要用于獲取孔體積相關(guān)參數(shù)等;

2)氣體吸附法,包括低溫氮氣吸附法、二氧化碳吸附法。主要用于獲取孔隙比表面積等參數(shù);

3)氣體灌注法,包括氦氣沖注或氮氣沖注等,主要獲取滲透率、孔隙度等。

4)核磁共振法,主要獲取孔隙分布及材料內(nèi)流體賦存特征等。

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3)數(shù)字重構(gòu)法

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近幾年興起并發(fā)展較快的孔隙結(jié)構(gòu)分析技術(shù),借助高倍光學顯微鏡、掃描電鏡或CT成像儀等高精度儀器獲取材料的平面圖像,之后對平面圖像進行三維重建即可得到材料數(shù)字重構(gòu)模型。隨著CT掃描技術(shù)的發(fā)展,可以直接獲取材料三維圖像,實現(xiàn)納米級孔隙結(jié)構(gòu)三維模型重構(gòu)。基于高精度孔隙結(jié)構(gòu)三維圖像與計算機技術(shù)相結(jié)合形成的三維重構(gòu)技術(shù)是一種新興有效的表征技術(shù)和試驗模擬技術(shù),可以開展多種參數(shù)定量評價及氣水兩相流動模擬。

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綜上可見,材料孔隙結(jié)構(gòu)分析方法眾多,且各有優(yōu)勢。多種技術(shù)方法綜合使用,才能更加全面、系統(tǒng)地對孔隙結(jié)構(gòu)進行定量表征,這將是孔隙結(jié)構(gòu)研究的主要發(fā)展方向。如氣體吸附法結(jié)合壓汞法,則孔徑分析范圍就可以覆蓋從大約0.35 nm到1 mm的范圍。

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