扫描电镜官方网站_提供扫描电镜代理价格_扫描电镜应用_中国电镜网

 找回密码
 注册
搜索

扫描电镜技术在木材工业中的应用

2014-4-21 15:08| 发布者: 娜美| 查看: 593| 评论: 0|来自: 中国电镜网

摘要: 扫描电镜技术在木材工业中的应用 魏康成,李建波,陈才武,陆安进 摘要:介绍了扫描电子显微镜(简称扫描电镜)的原理、构造,阐述了扫描电镜的主要优点及其在木材学和木质人造板工艺研究领城中的应用。 关键词:木材学 ...

扫描电镜技术在木材工业中的应用

                        魏康成,李建波,陈才武,陆安进

    摘要:介绍了扫描电子显微镜(简称扫描电镜)的原理、构造,阐述了扫描电镜的主要优点及其在木材学和木质人造板工艺研究领城中的应用。

关键词:木材学;人造板工艺;扫描电镜;应用

  最近二十多年来,扫描电镜(SEM)技术发展迅速。扫描电镜具有景深大,图像富有立体感,分辨率高,图像放大倍数高,显像直观,样品制备过程相对简单.可连接EDAMX—射线能谱分析仪》进行微区成分分析等特点,被广泛应用于生物学、医学、古生物学、地质学、化学、物理、电子学及林业等学科和领域。

1扫描电镜的结构和工作原理

扫描电镜主要由镜筒、电子信号显示与记录系统、电子信号收集与处理系统、真空及电源系统四部分组成。

1.1镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统,其作用是产生很细的电子束(直径约几纳米),并且使该电子束在样品表面进行扫描,同时激发出各种信号。

在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后会产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被人射电子所激发出来的样品原子中的外层电子.产生于样品表面以下几纳米至几十纳米的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜图像指的就是二次电子像.它是研究样品表面形貌最有用的电子信号。检测二体上时就在其中产生光.这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号.再经前置放大及视频放大,将电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。

13电子信号显示与记录系统

扫描电镜的图像显示在阴极射线管(显像管).并由照相机拍照记录。显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个则用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。

1.4真空及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10托的真空度。电源系统则用于供给各部件所需的特定电源。

2扫描电镜在木材学研究中的应用

世界上林业发达的国家,如欧美及日本等国均大量采用扫描电镜技术来研究木材解剖、木材化学、木材物理及力学等方面的性质,为树种的改良、木材改性及应用提供了有力的科学依据。

德国学者Zimmermanm.T等人利用配备有一个场发射阴极的高分辨扫描电镜(FE-SEM ),研究了温度、木材试样含水率和载荷的持续时间对承受弯曲载荷云杉试样张力断裂表面超微构造的影响,其断裂表面的SEM超微图片为研究结论的得出提供了有力的证据。Abe.H等人应用扫描电镜研究了库页冷衫管胞次生壁形成期间微细管道的排列和取向。Sano.Y等人应用扫描电镜和透射电镜技术研究了水曲柳从最外部边材到内部心材的导管之间、木纤维之间、薄壁细胞之间、导管与薄壁细胞之间和木纤维与薄壁细胞之间纹孔膜的构造变异和次生变化。Nagai.S等人使用扫描电镜研究了中国云南八种阔叶树木材中穿孔射线细胞的存在和形态。并将其穿孔板的微观形态与导管端壁穿孔板的微观形态作了比较。

近年来,在木材学研究领域,我国也大量应用了扫描电镜技术。在20世纪80年代,中国林科院的科研人员U就使用电镜对中国裸子植物木材的超微构造进行研究,填补了我国在该研究领域的空白。另外,东北林业大学的李坚等人使用扫描电镜对木质材料的表面劣化进行了研究,对经过和未经过表面保护处理的木材单板在扫描电镜下进行超微结构的观察比较,了解光对木材表面的老化作用,探寻简单而有效的防护处理方法,如图2所示。他们还使用扫描电镜对木材的耐候性进行研究,从扫描图片可见经暴露或辐射的木材表面其细胞壁受到损伤,在导管壁上可见到纹孔出现裂隙、螺纹加厚且有磨蚀或破损现象。这些都为木材的耐候研究及木材的改性提供了可靠依据。
3扫描电镜技术在木质人造板等领域的应用

 目前,世界上许多国家正应用扫描电镜技术对复合材料人造板中的多元材料界面结合情况进行观察和分析。瑞典的P.Gatenholm等人在“提高木纤维/高聚物复合材料性能”的研究中,使用扫描电镜对加人MAPP偶联剂的木纤维/聚丙烯复合材料板的断裂表面进行分析,从而证明MAPP偶联剂的加入很好地改善和提高了多元材料之间的胶合力。美国密执安州立大学的研究人员Chittor.K112!等人使用扫描电镜对聚丙烯与木质纤维素结合界面进行分析.得出了马来酸醉(顺丁烯二酸醉)的存在可改善胶合界面之间结合性能的结论。美国威斯康星麦迪逊林产品实验室的Roger M.Rowell等人在木质纤维素制造复合板研究中,大量应用扫描电镜技术对经过和未经过改性的木质纤维素塑化性能进行分析,结果表明.经过化学试剂改性的木质纤维素在热压过程中由于其塑化性好而变得平整和分布均匀。

我国许多科研单位的研究人员也都应用了扫描电镜技术来分析人造板加工过程中纤维或刨花的变化状态。中国林科院的曹忠荣[51使用扫描电镜对未浸水和浸水后的干法无胶硬质纤维板进行观察,获得了有关无胶纤维板内纤维交织状态及结构变化等情况。黑龙江省林科院的科研人员使用扫描电镜对单板染色过程中助剂的浸透情况及胶合板生产中胶粘剂的浸透性和胶着性进行了初步研究,为人造板加工工艺的改进提供了科学依据。北京林业大学母军(131等人进行了废弃人造板炭化产物分析的研究,通过微观扫描电镜观察发现,炭化产物的微观表面平滑,纹孔开放,沉积物减少,如图3所示。

4结束语

扫描电镜具有分辨率高、图像放大倍数高、显像直观、样品的适用范围广及实用性强等优点,被广泛应用于木材工业中。目前,美国、日本等发达国家已采用计算机技术与扫描电镜技术相结合的研究手段对木质材料进行分析,例如环境电子显微镜(ESEM )、激光焦距扫描显微镜(CLSM )、扫描激光声音显微镜(SIAM)、直接图像显微镜(DVM)等均已应用于木质材料的研究中。我国的扫描电镜技术及设备都还比较滞后,木材行业中应用扫描电镜技术的深度和广度都需要进一步扩展。


                   


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

QQ|手机版|Archiver|扫描电镜官方网站_提供扫描电镜代理价格_扫描电镜应用_中国电镜网 ( 辽ICP备10000705号 )

GMT+8, 2017-5-29 21:12 , Processed in 0.033063 second(s), 11 queries .

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

回顶部