發(fā)布時間：2025-01-07 05:35

　　 頁巖有機(jī)質(zhì)納米尺度下的力學(xué)行為目前不夠明確且利用常規(guī)實驗儀器無法準(zhǔn)確獲得,表征其納米尺度下的力學(xué)性質(zhì),對于搭建微觀-宏觀巖石力學(xué)模型和實現(xiàn)高效水力壓裂是極具現(xiàn)實意義的�；�于近年國內(nèi)外關(guān)于頁巖有機(jī)質(zhì)納米力學(xué)性質(zhì)表征等方面所取得的研究進(jìn)展,總結(jié)了目前常用的表征技術(shù)、力學(xué)性質(zhì)主要特征及主控因素。綜合結(jié)果表明,納米壓痕和原子力顯微鏡是目前表征納米力學(xué)性質(zhì)常用的技術(shù)與方法,兩者在精度、分辨率、設(shè)備技術(shù)等方面都存在各自的優(yōu)勢或缺陷;目前有機(jī)質(zhì)納米力學(xué)性質(zhì)的測定主要集中在彈性模量和硬度,成熟度和溫度在不同程度上改變著有機(jī)質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而改變其力學(xué)性質(zhì);提出了"多尺度""多技術(shù)""多角度""多學(xué)科"等工作設(shè)想與建議。

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

圖5 富有機(jī)質(zhì)頁巖壓痕模量與硬度關(guān)系

經(jīng)理論的推導(dǎo)和實驗的證實[57-59]，壓痕硬度升高，其壓痕模量隨之升高，當(dāng)壓痕硬度增加到一定范圍后，壓痕模量增加幅度減小，升高趨勢變緩，在一定范圍內(nèi)的富有機(jī)質(zhì)頁巖的壓痕模量和相應(yīng)的壓痕硬度具有良好的正相關(guān)關(guān)系（圖5[49,56]），而且高成熟度的頁巖壓痕模量和壓痕硬度都處于一個....

圖1 納米壓痕法示意

納米壓痕通過對測試對象施加載荷使其產(chǎn)生破壞而達(dá)到測試目的，該技術(shù)憑借操作簡易、力學(xué)參數(shù)求解方便、性價比高等優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍較廣。雖然該技術(shù)在一定程度上測定了有機(jī)質(zhì)彈性模量的極限值[12]，但測試范圍僅限一定區(qū)域內(nèi)的離散點，所表征的僅為微米級而非真納米級的力學(xué)性質(zhì)，即存在分辨率....

圖2 AFM法原理示意

與納米壓痕法相比，AFM的PeakForce模式不僅能對單個組分進(jìn)行高精度、針對性的彈性模量測試，而且測試過程中探針的變形程度和受損程度非常小[12,20]。AFM在揭示頁巖納米級全方位的連續(xù)性力學(xué)性質(zhì)方面能夠表現(xiàn)出巨大的潛力，如彈性模量、抗斷裂性、粘接性、疲勞強度、塑性應(yīng)變、各....

圖3 納米壓痕法與AFM彈性模量圖的分辨率對比

圖2AFM法原理示意3頁巖有機(jī)質(zhì)納米力學(xué)性質(zhì)主要特征

本文編號：4024573