CN114353706A - 一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，属于沥青微观结构确定方法技术领域。本发明包括如下步骤：首先制备沥青试样；然后基于环境扫描电镜的一次电子束扫描获取沥青二维形貌图像；最后利用Matlab软件对环境扫描图像进行二值化、降噪及填充处理，提取沥青二维形貌特征参数。本发明规范了基于扫描电镜的沥青二维形貌测试方法，避免电子束对沥青表面形貌造成影响，提高沥青二维形貌图像质量，有助于建立沥青宏微观性能关系，对沥青的评价及改性具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，属于沥青微观结构确定方法技术领域。
背景技术
沥青微观结构的确定对其宏观性能演变规律及改性机理的解释具有重要意义。目前表征沥青二维形貌最常用的是显微测试技术，然而TEM成像前需将样品溶解在溶剂中，SEM测试过程中电流会引起沥青流动，AFM温度较高时无法测试沥青形貌，利用上述手段获取的沥青二维形貌图像均存在一定误差及局限性。环境扫描电镜(ESEM)是一种作为低真空条件下直接测试非导电导热样品的扫描电镜技术，已应用于沥青表面形貌的表征。利用该技术对沥青进行测试时，无需进行喷金处理，解决了电流使金颗粒及沥青流动导致沥青二维形貌测试不准确的问题。但是现有基于环境扫描电镜的沥青形貌测试方法均是在电子束对沥青轰击5～10分钟后采集沥青形貌，会对沥青表面形貌造成一定损伤。因此本发明利用电子束一次扫描采集沥青二维形貌，并基于Matlab编制程序提取图像中特征参数。本发明规范了沥青二维形貌测试方法，提高了形貌测试质量，确定了形貌特征参数，有助于构建沥青微观结构与宏观性能的相关关系，为沥青材料的评价及改性提供理论依据。
发明内容
本发明的目的是为了规范沥青二维形貌测试方法，提高沥青二维形貌测试质量，进而提供了一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，包括以下步骤：
步骤一：将沥青置于120℃烘箱中加热至流动状态，然后滴置载玻片上；
步骤二：将滴有沥青的载玻片放入120℃的烘箱中，自流平后置于干燥器中，冷却至室温；
步骤三：将沥青样品置于环境扫描电镜加热台上，设置测试温度，在该温度下对样品进行保温；
步骤四：设置环境扫描电镜电压为低电压，利用电子束一次扫描获取沥青二维形貌图像；
步骤五：对步骤四的沥青二维形貌图像进行二值化处理，获取二值化图像；
步骤六：对步骤五的二值化图像进行降噪及填充处理，获取填充图像；
步骤七：基于步骤六的填充图像，利用Matlab编写程序，提取沥青二维形貌特征参数，包括形貌长度及面积。
优选地，所述步骤一中载玻片尺寸为5mm*5mm。
优选地，所述步骤三中进行保温的时长至少为10min。
优选地，所述步骤四中电压为5kV。
本发明的有益效果为：
本发明提供的基于环境扫描电镜的沥青形貌测定方法，保障了沥青二维形貌的测试质量；提供的形貌图像参数提取方法，计算出沥青二维形貌峰状长度及面积等特征参数，有助于分析不同条件下沥青微观参数演变规律，进而建立沥青宏观性能构效关系，对改性机理研究、新型改性沥青的设计、评价乃至替代材料的开发具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中步骤二沥青样品制备示意图。
图2为本发明实施例1中步骤三环境扫描电镜加热台示意图。
图3为本发明实施例1中步骤四沥青样品二维形貌图像。
图4为本发明实施例1中步骤五沥青二维形貌二值化图像。
图5为本发明实施例1中步骤六沥青二维形貌填充图像。
图6为本发明实施例1中步骤七的沥青峰状长度分布图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1至图6所示，本实施例所涉及的一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，包括以下步骤：
步骤一：将沥青置于120℃烘箱中加热至流动状态，然后滴置载玻片上；
步骤二：将滴有沥青的载玻片放入120℃的烘箱中，自流平后置于干燥器中，冷却至室温；
步骤三：将沥青样品置于环境扫描电镜加热台上，设置测试温度，在该温度下对样品进行保温；
步骤四：设置环境扫描电镜电压为低电压，利用电子束一次扫描获取沥青二维形貌图像；
步骤五：对步骤四的沥青二维形貌图像进行二值化处理，获取二值化图像；
步骤六：对步骤五的二值化图像进行降噪及填充处理，获取填充图像；
步骤七：基于步骤六的填充图像，利用Matlab编写程序，提取沥青二维形貌特征参数，包括形貌长度及面积。
在本发明中，所述步骤一中载玻片尺寸为5mm*5mm。
在本发明中，所述步骤三中进行保温的时长至少为10min。
在本发明中，所述步骤四中电压为5kV。
实施例1
一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，包括以下步骤：
步骤一：将70#基质沥青置于120℃烘箱中加热至流动状态，然后滴至5mm*5mm的载玻片上；
步骤二：将滴有沥青的载玻片放入120℃的烘箱中，自流平后置于干燥器，冷却至室温，如图1所示；
步骤三：将沥青样品置于环境扫描电镜加热台上，如图2所示，设置测试温度为20℃，在该温度下对样品进行保温10min；
步骤四：设置环境扫描电镜电压为5kV，利用电子束一次扫描获取沥青二维形貌图像，如图3所示；
步骤五：对步骤四的沥青二维形貌图像进行二值化处理，获取二值化图像，如图4所示；
步骤六：对步骤五的二值化图像进行降噪及填充处理，获取填充图像，如图5所示；
步骤七：基于步骤六获取的填充图像，利用Matlab编写程序，提取沥青二维形貌特征参数，包括峰状长度及面积，其长度分布图如图6所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将沥青置于120℃烘箱中加热至流动状态，然后滴置载玻片上；
步骤二：将滴有沥青的载玻片放入120℃的烘箱中，自流平后置于干燥器中，冷却至室温；
步骤三：将沥青样品置于环境扫描电镜加热台上，设置测试温度，在该温度下对样品进行保温；
步骤四：设置环境扫描电镜电压为低电压，利用电子束一次扫描获取沥青二维形貌图像；
步骤五：对步骤四的沥青二维形貌图像进行二值化处理，获取二值化图像；
步骤六：对步骤五的二值化图像进行降噪及填充处理，获取填充图像；
步骤七：基于步骤六的填充图像，利用Matlab编写程序，提取沥青二维形貌特征参数，包括形貌长度及面积。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，其特征在于，所述步骤一中载玻片尺寸为5mm*5mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，其特征在于，所述步骤三中进行保温的时长至少为10min。
4.根据权利要求1所述的一种基于环境扫描电镜的沥青二维形貌测定方法，其特征在于，所述步骤四中电压为5kV。
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