ГОСТ Р 57858-2017 Композиты полимерные. Метод определения объемной доли волокон и характера распределения волокон в полимерной матрице

     7 Проведение испытаний

7.1 Шлиф полимерного композита помещают на предметный столик микроскопа таким образом, чтобы исследуемая область шлифа образца находилась в поле зрения микроскопа. Выставляют 200 увеличение, подбирая соответствующие объективы на головке держателе объективов таким образом, чтобы суммарное увеличение равнялось 200.

7.2 Яркостный контраст изображения шлифа полимерного композита основан на различной отражающей способности структурных составляющих полимерного композита (волокна и полимерной матрицы). Интенсивность освещенности шлифа полимерного композита, должна обеспечивать оптимальный яркостный контраст изображения. При недостаточной или избыточной освещенности яркостный контраст между структурными составляющими полимерного композита будет низкий. Освещенность настраивают, регулируя напряжение на осветителе микроскопа, до получения оптимального яркостного контраста изображения.

7.3 Проводят фокусировку изображения исследуемого поля зрения посредством подъема или опускания головки-держателя объективов и объектива, выбранного для исследования шлифа образца. Грубую настройку резкости осуществляют макровинтом, тонкую настройку - микровинтом.

7.4 В результате настройки освещенности и резкости изображение исследуемого поля зрения должно быть в фокусе, а также должно быть ярким и контрастным, без засвеченных или затемненных областей (изображение должно быть достаточно резким, чтобы граница между соприкасающимися волокнами разрешалась). Для сохранения качества изображения все настройки освещенности и резкости изображения должны быть проведены с применением настроек микроскопа, а не цифровой камеры.

7.5 С применением программного обеспечения цифровой камеры проводят сохранение изображения [см. рисунок А.1 (приложение А)]. На изображении должна быть отображена масштабная линейка.

7.6 Анализируют не менее десяти полей зрения на каждом шлифе образца.

7.7 Данный и последующие пункты раздела проводят с применением компьютерной программы обработки и анализа изображений. Переводят исходное изображение каждого поля зрения в полутоновое изображение (изображение в оттенках серого цвета). Перевод осуществляют усреднением значения каждой составляющей цвета пикселя в цветовом пространстве RGB c=(R,G,B) в c=(K,K,K), где K=1/3(R+G+B).

7.8 С применением масштабной линейки на изображении приводят размер пикселя растрового изображения к единице длины.

7.9 Для улучшения качества изображения применяют цифровые фильтры. Применяют фильтр, который выравнивает фоновую интенсивность растрового изображения. Цель применения данного фильтра состоит в выравнивании освещенности по всей площади растрового изображения.

7.10 Проводят операцию бинаризации, при которой растровое изображение в оттенках серого переводят в бинарное (черно-белое) изображение [см. рисунок А.2 (приложение А)]. Для этого на гистограмме интенсивности оттенков серого выставляют порог в минимуме между пиками, соответствующими структурным составляющим материала.

7.11 Проводят устранение дефектов растрового изображения (поры в волокнах, включения в матрице и др.), используя пиктоновый фильтр.

7.12 С применением цифровых фильтров проводят разделение волокон на растровом изображении, граница между которыми не разрешается с применением оптической микроскопии.

7.13 Определение объемной доли волокон проводят путем вычисления отношения площади изображения, занимаемой поперечными сечениями волокон, ко всей площади изображения.

7.14 Проводят операцию скелетизации бинарного растрового изображения, применяя данную операцию к областям изображения, соответствующим полимерной матрицы полимерного композита [см. рисунок А.3 (приложение А)]. Полученную сетку накладывают на бинарное изображение. В результате получают изображение, разбитое на фрагменты, содержащие единичное поперечное сечение волокна и прилежащую область матрицы, с учетом расстояния между соседними волокнами [см. рисунок А.4 (приложение А)].

7.15 Проводят построение распределения матричного материала фрагментов по размерам [см. рисунок А.5 (приложение А)].