我們使用Robo-Met.3D分析空隙，纖維體積百分比和聚合物基復合材料（PMC）結構，無須酸腐蝕，Robo-Met.3D揭示了PMC期望的特徵結構。
材料背景
在材料應用中聚合物的結構和性能變得越來越重要，無論是單一的聚合物，還是聚合物基復合材料，對於結構性能的研究至關重要。三維表征微觀結構，如尺寸，形狀，基質材料分布，纖維強化以及空隙等分析結果，能夠為我們的研究提供直觀的幾何結構特徵的測量。Robo-Met.3D全自動連續切面技術能夠通過二維平面成像，三維重建材料微觀結構。這篇文章中我們研究的PMC材料，通過熱固性樹脂基體和亞胺基纖維增強，然後進行連續切面重建三維成像。
Robo-Met.3D連續切面分析
我們選擇的是一種纖維增強的PMC樣品進行分析。樣品通過常規方法耦合與金相制樣設備，便於拋光頭夾持樣品。這個拋光過程中，無須腐蝕，如圖所示的氣孔特徵。材料拋光開始於1微米金剛石拋光液，終止於0.05微米氧化鋁膠體。
光學成像通過ZeissAxio顯微鏡自動觀測成像獲取，通過Robo-Met.3D進行數據重建，放大倍數100X。XY分辨率1.08μm，切片厚度3μm。
樣品耦合固定拋光頭及拋光，腐蝕，清洗台
成像處理
40切片，每個切片25張圖像組成（5×5拼接而成），而後進行三維重建。圖片的像素尺寸（拼接並校正後，裁剪掉無關區域後）為1500μm（XY軸）。2D圖像通過蒙太奇手法進行拼接，層與層之間通過Fiji和ImageJ進行關聯。下圖為樣品通用二維成像圖
PMC處理後二維成像圖和三維成像重建（40切片）
3D分析
使用Image-ProPremier3Dv9.2.2進行三維圖像分析。對於三維分析，加載40切片，處理過程中按照XYZ全分辨率進行重建。無須任何過濾處理，重建三維等值面，抽取三相（空隙，基質，纖維）體積分布情況。使用空隙，填充物和纖維相閾值獲取圖像直方圖。基於強度數值和強度量，可以將空隙範圍設置為0-45，基質為46–94，纖維相為95–220.
各個片段的結果顯示如下圖。定量過程：尺寸的閾值設置為5μm（長寬高），體積參數抽取出來。使用Image-Pro內置的常規分析模塊可以獲得氣孔，基質和纖維的體積百分比。體積單元的誤差~1%,具體分布值如上表所示。
從這個分析過程中，我們能夠通過Robo-Met.3D確定地鑒別、區分、定量缺陷，如孔隙，基質含量，纖維含量和指向，有助於精確分析PMC的微觀特性。纖維的指向和波形可以清晰直觀的在三維圖形上呈現出來。
