基于原子力显微镜的煤岩微尺度力学性质研究

基于原子力显微镜的煤岩微尺度力学性质研究

论文摘要

为了研究微观尺度下煤岩力学特性以及影响因素,以保德地区烟煤样品(Ro=0.80%)为研究对象,使用原子力显微镜的力学性能量化模块,通过测量煤岩表面不同位置的杨氏模量与黏附力,利用NanoScope Analysis软件对所测得的数据进行处理分析,得到煤岩表面形貌图、杨氏模量图、黏附力图和形变量图,并进一步分析表面力学性质的影响因素。研究结果表明:整个扫描区域的杨氏模量平均值为7.62 GPa,测量结果大于传统岩石力学测试方法的试验结果,其中有机质的弹性模量约为2GPa,黏土矿物的弹性模量平均值在15 GPa左右;黏附力范围在10~40 n N,影响杨氏模量和黏附力的主要因素为粗糙度,同时孔隙的分布也影响着黏附力的大小,其所在的位置有较大的黏附力。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 试验原理和方法
  •   1.1 原子力显微镜测力原理
  •   1.2 试验方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 杨氏模量的测定
  •     2.1.1 粗糙度对杨氏模量测量的影响
  •     2.1.2 扫描面积对弹性模量测量的影响
  •   2.2 黏附力的测定
  •     2.2.1 粗糙度对黏附力的影响
  •     2.2.2 孔隙对黏附力的影响
  •     2.2.3 扫描面积对黏附力的影响
  • 3 试验过程注意事顶
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨江浩,李勇,吴翔,吴鹏,韩文龙,赵石虎

    关键词: 煤岩,原子力显微镜,杨氏模量,黏附力

    来源: 煤炭科学技术 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,中联煤层气有限责任公司

    基金: 国家自然科学基金资助项目(41702171),国家科技重大专项资助项目(2017ZX05064003-001,2016ZX05066001-002)

    分类号: TD313

    DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2019.09.016

    页码: 144-151

    总页数: 8

    文件大小: 6609K

    下载量: 258

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