試樣微觀結構觀察

2.2.1 試樣表面微觀結構量測與統計

在文獻中（例如[34, 35]）學者廣泛地將細胞壁面之厚度視為常數，然 而圖 2.3（b）清楚顯示並非如此。一般來說，細胞壁在中間為最薄，往交 點處會逐漸變厚。為探討細胞壁面厚度隨位置變化之情形，選定 BOT 區域 的試樣，以光學顯微鏡拍攝放大倍率為 25 至 45 倍之材料切面，並利用所

得相片來量測壁面長度與厚度變化。如圖 2.4 所示，壁面長度為每個壁面

測結果整理於表 2.1。如表所示，不同區域所量得的相對密度的確存在頗大 的空間變異性。沿著方向 1 而言，相對密度大致以由上往下逐步遞增的趨 勢變化。以左半部試樣為例，TOP 為 8.44%，MID 為 8.57%，BOT 為 11.67%。

此外，相對密度在方向 3 同樣差異存在，不過差異性相對較小，亦較無規 則（分組方式參照圖 2.8，相關結果請參照表 2.2）。

2.2.3 不同區域之試樣表面微觀結構比較

初步觀察結果顯示，泡沫材料之外觀及相對密度，均隨位置不同而不 同。本小節將藉由觀察不同區域立方體試樣的各個切面，進一步比較各切 面微觀結構的差異。由稍早定義之參考方向，將具有相同水平及垂直方向 的切面歸類為同一組作比較。圖 2.9 為各區域試樣的切面，由圖可發現 MID 及 BOT 區域的細胞結構切面大部分較趨近於橢圓形。TOP 區域切面之細胞 結構多半呈現不規則的多邊形，且有溝狀結構存在。此外，TOP 區域的細 胞大小為三個區域中最大，而 BOT 區域的細胞為三者中最小，MID 區域的 細胞次之。由圖 2.9（b）及（c）左圖可發現，細胞結構整體長軸方向為圖 中的垂直方向。而在圖 2.9（b）及（c）中圖的整體長軸方向為圖中的水平 方向。圖 2.9（b）及（c）右圖並沒有明顯的長軸方向。TOP 區域有別於 MID 及 BOT 區域，整體細胞狀結構存在很大的不同。藉由對圖 2.9（a）之 觀察可得知，左圖的整體長軸方向為水平方向，中圖的整體長軸方向為垂

直方向，而右圖並沒有明顯的長軸方向。 寬高比（aspect ratio），以釐清此泡沫材料是否存在幾何非等向性（geometric anisotropy）。對每一表面，利用表面測試線，計算出方向i與方向 j測試線

向 3）綠色測試線所橫越的細胞數量為 5 個（圖中紅色標示）。將橫越細胞 數量除以測試線長可得到N_C,1 =0.15及N_C,3 =0.25，從而可計算出L₁及L₃：

10 /

5 . 1 _,1

1 = N_C =

L ，L₃ =1.5/N_C,3 =6。其他測試線對應之L₁及L₃亦可由相似方法 求得。將所求出的L₁及L₃平均後，代入(2.3)式可算出圖 2.10 的表面細胞寬 高比為 1.15。

三個區域試樣之表面細胞的寬高比測量結果整理記錄於表 2.3 中。在 BOT 與 MID 兩區域中，K₁₂及K₁₃平均值均大於 1（BOT：K₁₂ =1.144，

130 .

13=1

K ），而K₂₃則很接近 1（BOT：K₂₃ =0.995）。結果顯示細胞在方向 1 上的平均尺寸大於方向 2 及方向 3，在方向 2 與方向 3 上則相當接近。TOP 區域的結果有別於 MID 及 BOT 兩個區域，K₁₂及K₁₃平均值均小於 1（0.891 及 0.856），K₂₃平均值則接近 1（0.991）。結果顯示大部分細胞在方向 1 上 的平均尺寸小於方向 2 及方向 3。而K₂₃平均值雖接近 1，但變異性較大（最 小值及最大值分別為 0.844 及 1.203），無法說明細胞平均尺寸於方向 2 或方 向 3 上何者最大。