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Materialografía óptica Parte 2: Análisis de imágenes

Visión general

Fuente: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA

La imagen de estructuras microscópicas de materiales sólidos, y el análisis de los componentes estructurales de la imagen, se conoce como materialografía. A menudo, nos gustaría cuantificar la microestructura tridimensional interna de un material utilizando sólo las características estructurales evidenciadas por una superficie bidimensional expuesta. Mientras que los métodos tomográficos basados en rayos X pueden revelar microestructura enterrada (por ejemplo, las tomografías computarizadas con las que estamos familiarizados en un contexto médico), el acceso a estas técnicas es bastante limitado debido al costo de la instrumentación asociada. La materialografía basada en microscopio óptico proporciona una alternativa mucho más accesible y rutinaria a la tomografía de rayos X.

En la Parte 1 de la serie Materialography, cubrimos los principios básicos detrás de la preparación de la muestra. En la Parte 2, repasaremos los principios detrás del análisis de imágenes, incluidos los métodos estadísticos que nos permiten medir cuantitativamente las características microestructurales y traducir la información de una sección transversal bidimensional a la estructura de una muestra de material.

Procedimiento
  1. Complete todos los procedimientos de materialografía Parte 1. Debe recordarse que la reproducibilidad de lo siguiente sólo puede evaluarse mediante el análisis de varias imágenes de la misma muestra.
  2. Si el software analítico digital está disponible, donde los píxeles se pueden clasificar en función de su brillo y se cuentan en consecuencia, entonces es posible utilizar ecuación [1] para estimar el volumen de poro basado en <AA>. De lo contrario, este análisis, por supuesto, se puede hacer a mano.

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Resultados

En la Figura 1 vemos una sección transversal de un material poroso con una cuadrícula superpuesta en él. Los puntos de intersección se pueden utilizar para determinar p>. El número de puntos de intersección que se encuentran sobre las regiones oscuras (poros) se divide por el número total de puntos de intersección para obtener P

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Aplicación y resumen

Estos son métodos estándar para analizar secciones transversales bidimensionales en materiales con el fin de extraer información tridimensional. Nos fijamos específicamente en la estimación de la fracción de volumen de los poros en un material y el tamaño medio del grano en un segundo material.

La preparación materialográfica de la muestra descrita aquí es el primer paso necesario hacia el análisis de la microestructura interna de materiales tridimensionales utilizando información ...

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Optical MaterialographyImage AnalysisMicroscopic Structure ImagingStructural ComponentsSolid MaterialsQuantitative Image Analysis MethodsX ray TomographyOptical Microscope based MaterialographyAffordable AlternativeSample PreparationStatistical MethodsThree dimensional Structure QuantificationPorosityGrain DensityEffective DensityMechanical PropertiesElectrical PropertiesOptical PropertiesPermeability

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0:08

Overview

1:01

Principles of Image Analysis for Quantitative Materialography

3:07

Sample Preparation: Review

3:47

Pore Volume Measurement

5:28

Grain Size Measurement

6:26

Applications

7:18

Summary

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