基于三维X射线和Fisher准则的BGA焊点检测算法

为了提高BGA焊点检测的准确性,基于三维X射线和Fisher准则的基本原理,提出了一种BGA焊点的检测算法.首先采用Fisher准则对BGA断层图像进行分割,从而获得精确的焊点图像,然后提取了BGA焊点常见缺陷的面积特征、连续度特征、位置特征、圆度特征和空洞特征等,在此基础上,设计了一种基于Fisher准则的BGA焊点检测算法.结果表明,算法能有效地检测出短路、偏移、少锡、空洞和开路等BGA焊点缺陷,有较低的误报率和漏报率,能满足实际生产要求.

三维X射线衍射技术在金属材料研究中的应用

三维X射线衍射技术(3DXRD)是一种新兴的、先进的材料表征技术。该技术应用高能同步辐射X射线,可以表征块体材料的三维晶体结构和应力状态。同时测量是无损的,因此可以应用这一技术跟踪材料内部的微观组织随时间的演化(也就是四维的结构表征)。高强度同步辐射X射线还保证了能够对材料内部微米级结构的衍射信息进行快速、准确地测量。这一技术最早由前丹麦国家实验室材料研究部以及欧洲同步辐射研究中心(ESRF)共同研究开发。几年之后,美国橡树岭国家实验室和美国先进光子源(APS)研究开发了另外一类3DXRD技术。目前已经可以在几个大型的同步辐射中心应用3DXRD技术,例如ESRF、APS和日本的Spring-8。综述了3DXRD技术的由来、基本原理、技术指标,以及该技术在金属材料研究中的几个应用实例。最后简要介绍该技术的最新研究进展,并对其未来在材料科学研究中的应用前景进行了展望。

基于三维X射线显微镜的孔隙性砂岩中变形带微观结构解析?

孔隙性砂岩中变形带对揭示其相关地质作用过程和工程应用具有重要的意义,而其微观结构是其相关科学与工程研究的关键点。常规的岩石微观结构分析手段对于全面解析岩石内部的微观结构具有一定的局限性,而近年发展起来的三维X射线显微成像技术可以无损地获得岩石内部微米尺度的三维精细数字化图像,是建立岩石微观结构并对其进行解析的有效手段。通过三维X射线显微镜对孔隙性砂岩中变形带扫面,建立了高分辨率三维微观结构图像,利用高密度切片图像,对其微观结构特征进行解析。根据变形带微观产出状带和颗粒破碎过程的解析,建立颗粒破碎-破碎颗粒与残余破碎颗粒重新排列-局部颗粒破碎带-弱颗粒破碎变形带-强颗粒破碎变形带-强弱颗粒破碎变形带相间排列-簇状变形带的完整时间发育序列。

三维X射线衍射技术与工程材料研究

第三代同步辐射光源可以产生高能X射线,实现对使役条件下工程材料内部晶体结构的原位无损表征。三维X射线衍射(3DXRD)是一种基于同步辐射技术的新兴表征技术,其采用单色高能硬X射线对多晶材料沿不同方向采集衍射信号,得到材料内部晶粒的晶体取向、空间位置、晶内局部应力张量等信息。当结合原位实验对材料进行3DXRD分析时,可以得到各晶粒状态的动态演化。该技术已经在欧洲的ESRF光源、美国的APS光源、日本的SPring-8光源以及德国的DESY光源等的衍射线站应用并向用户开放。综述了3DXRD技术的基本原理及其在工程材料研究中的应用案例,包括测量材料内部晶粒取向的演化、晶粒尺度应力测量、六方晶系材料变形机制研究、材料失效过程研究、晶体塑性有限元模型的验证等。最后基于3DXRD技术的现状,对其发展方向进行了展望。

三维X射线显微技术与小型-微体化石高分辨率无损成像

在古生物学研究中,以X射线断层成像(Computed Tomography)为代表的三维无损成像技术可以在不破坏化石标本的前提下,同时获得标本外观形态和内部结构的信息,相比传统的可见光成像手段有着明显优势。为推动化石三维无损成像技术在国内古生物学领域的发展,本文系统介绍一种新型显微CT技术——三维X射线显微术(Three-Dimensional X-ray Microscopy)。与基于几何放大和吸收衬度成像的传统显微CT技术相比,该技术有若干优势:(1)将同步辐射X射线显微断层成像的光学成像系统引入基于实验室X射线源的显微CT系统中,在几何放大的基础上增加了光学放大,优化了传统显微CT的系统架构,弥补了传统显微CT单纯依靠几何放大的不足,提高了空间分辨率;(2)采用可移动的X射线源和优化的光学成像系统,实现了低能X射线相位衬度成像,可以三维重构传统显微CT技术无法有效探测的、低吸收衬度的化石标本;(3)基于新的成像架构和成像算法,实现了厘米-分米级较大标本内部"感兴趣区域"(Region of Interest)精确导航和局部高分辨率(微米-亚微米空间分辨)成像;(4)可以实现小型扁平标本(宽厚比>4,宽<10cm)高效率、高分辨率成像和长条形微体标本长轴方向自动分段无缝拼接的微米至亚微米级高分辨率重建,弥补了传统工业显微CT针对小型扁平标本和长条形微体标本高分辨成像效果不佳的缺陷。这些优势使得基于实验室X射线源的显微CT成像技术可以获得接近同步辐射X射线源的成像质量,从而有效推动化石生物学研究。

X射线及CT三维重建测量在颌面部整形修复中的应用

背景:颌面骨是面部软组织附丽的基础,人的个体又不尽相同。因此,研究各种测量能精确全面地描述颌面部测量方法是十分必要的。目的:对比X射线及三维CT测量在颌面部整形修复中的应用进展。方法:应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"颌面部,骨组织,三维重建测量法"或"maxillofacial,bone tissue,measurement of three-dimensional reconstruction"为检索词进行检索。最终纳入符合标准的文献23篇。结果与结论:X射线三维测量法的优点是:价格低廉,放射剂量相对较低,数据获取时间相对较短,但有标志点定点的可分辨性较差等缺陷。CT三维重建测量法的优点:测量内容全面,准确性和精密度,方法可靠,可重复,应用方向广泛;但费用相对较高,检查所需时间相对于传统平片检查仍较长,目前临床上作CT扫描时患者所接受的辐射剂量仍比X射线平片检查所受的辐射剂量要多。

X射线三维CT技术在元器件失效分析中的应用

通过比较X射线DR,普通断层CT技术,扫描声学显微镜的功能特点,分析了X射线三维CT技术的优势。通过对焊接空洞、微动开关失效案例以及不同封装形式器件的分析,研究了X射线三维CT技术在电子元器件失效分析领域的应用。同时根据X射线三维CT成像的特点,分析了该技术发展的前景。

高分辨三维X射线显微成像在药物制剂结构分析中的应用

药物制剂的结构研究能够帮助更加全面地评价药物制剂的质量,也有助于新型药物制剂的设计和创新。高分辨三维X射线显微成像技术能够在微米级甚至纳米级空间分辨率上原位、无损地展示粉末、颗粒、片剂、胶囊等固体制剂的三维结构信息,为新型制剂的创新和质量控制提供新方法。本文在介绍高分辨三维X射线显微成像技术的原理、发展及其研究药物制剂结构的基本流程的基础上,综述了其在药物制剂结构研究方面的国内外进展,为相关研究提供参考。

圆锥形光束显微X射线层析法——一种对多相物料进行三维分析的新方法

随着三维立体分析法的技术和分辨率在最近十年来得到了改进 ,现在有可能用三维数字空间对多相物料的微观结构进行详细描述。在这方面 ,三维X射线显微层析法提供了一套独特的成像能力。应用显微聚焦X射线发生器可以达到10 μm级的立体分辨率。最近 ,美国犹他大学安装了一套现代化的圆锥形X光束显微层析系统用于对多相物料进行三维空间的定量分析。该系统可以在直径 10mm的范围内得到 2 0 48× 2 0 48像素的图像 ,同时也可以得到某些较大物体( 40mm)的影像。该系统能够处理高密度的物料 ,密度可以达到 8 0 g/cm3。这个独特的仪器可以用于许多三维立体结构的成像 ,例如 ,三维解离度分析、过滤过程中床层微孔结构分析和混凝土结构中空气隙的测定。X射线显微层析系统不仅可以进行多相系统的定量分析 ,而且可以测定结构特性和相连续性。本文描述了这套新系统的最新应用情况 。

毛细管X光透镜三维共聚焦微束X射线荧光技术在岩矿样品分析中的应用

利用毛细管X光透镜搭建了三维共聚焦微束X射线荧光谱仪,处在激发道的多毛细管X射线会聚透镜和处在探测道的多毛细管X射线平行束透镜处于共聚焦状态,该共聚焦结构降低了X射线荧光光谱的背底,从而有利于降低的X射线荧光分析技术的探测极限。在上述共聚焦结构中,多毛细管X射线会聚透镜和多毛细管X射线平行束透镜的焦斑重合形成共聚焦微元,探测器只能探测到来自该共聚焦微元内的X射线荧光信号,当该共聚焦微元在样品移动时,就可利用该共聚焦技术原位无损得到样品内部的三维X射线荧光信息。该共聚焦技术使用的多毛细管X射线会聚透镜具有103量级的功率放大倍数,从而降低了该共聚焦技术对高功率X射线源的依赖程度,即利用低功率普通X射线源就可以设计毛细管X光透镜共聚焦X射线荧光技术。利用上述共聚焦微束X射线荧光谱仪对两种岩矿样品进行三维无损分析,在其中一种岩石中发现:Fe浓度大的区域Cu的浓度也大,这在一定程度上反映了岩矿自然生长的机理。实验结果证明:该共聚焦X射线荧光技术可以在不破坏样品情况下分析岩矿样品中元素成分组成和元素三维分布情况。该共聚焦三维微束X射线荧光技术在矿石勘察、玉器选材和鉴别、石质食用器皿、"赌石"和家用石质地板检测等领域具有潜在的应用。

同步辐射X射线三维显微成像

本文介绍了利用同步辐射进行X射线三维成像的工作原理及进展状况 ,详细论述了X射线三维成像的两种方法 ,X射线全息及CT技术 ,以及通过两者的结合 (HCT)进行高分辨率三维成像的有关理论与实验技术 ;介绍了同轴全息中消除“双生像”噪声的数字方法 ,讨论了影响分辨率的各种因素 ;

基于三维显微镜成像的墨西哥红酸枝内部纤维分布及结构形态表征

为研究设计出轻质、高强的纤维增强仿木复合材料,借助X射线三维显微镜分析墨西哥红酸枝(MRAB)孔隙结构的形态与分布,测量了孔隙结构的尺寸和面积,并根据孔隙面积计算孔隙率;借助扫描电子显微镜观察木纤维的结构形态,并利用X射线粉末衍射仪测量出微纤丝角来表征木纤维的取向度。研究结果表明:MRAB内部孔隙主要分布在导管、木射线、轴向薄壁组织和微孔等结构中,在横切面上孔隙主要呈线状和类圆形,在径切面上主要呈线状和纺锤状,在弦切面上主要呈类圆形和纺锤状;MRAB内部的孔隙率为31.27%,孔隙率由髓心到树皮逐渐变大,木纤维沿轴向紧密平行排列,微纤丝角为3.27°;可将MRAB微观结构作为仿生依据,通过控制织物种类、树脂、产生孔隙的方法和铺层方向等因素来实现全新高性能仿木纤维增强复合材料的结构设计。

气体绝缘开关X射线三维成像检测系统的研制及应用

研制了针对GIS(气体绝缘开关)的X射线三维成像系统,包括机械、运动控制、数据采集、图像重建、三维图像显示等子系统。利用该系统对某供电站的GIS进行检测,结果表明,该系统整体精度达200μm,实际输出断层图的最高分辨率可达3 160像素×3 160像素。

X(γ)射线三维定向放射治疗的研究进展

X(γ)射线三维定向放射治疗作为一种精度很高的治疗技术 ,是提高治疗比的重要物理措施。笔者对 X(γ)射线三维定向放射治疗的基本原理、治疗计划设计、质量保证和质量控制等放射物理方面及临床应用的研究进展进行综述。

跟上突破技术的发展——Agilent 5DX自动X射线测试系统的应用

随着印刷电路板组件(PCBA）的复杂程度日益提高，许多著名的汽车零件制造商纷纷采用Agilent 5DX自动X射线测试系统改进自己的X射线测试功能。

自动实时X射线检测技术在半导体制程控制中的应用

对X光检测的不同技术在半导体制程上的应用作了详细的介绍;着重讨论了全旋倾斜(off-axis)X射线技术的特点和优势。

新技术

中国计量大学:在基于稀土氟化物纳米晶的延时三维X射线成像应用方面取得重要进展,近日,中国计量大学光电学院徐时清教授团队在低剂量柔性X射线成像技术领域取得重要进展,研究成果以“Dual heterogeneous interfaces enhance X-ray excited persistent luminescence for low-dose 3D imaging”为题发表在国际著名期刊Nature Communications(2024,15:1140)上,并被Nature Communications编辑选为Research Highlight重点推荐。中国计量大学为该论文第一单位,雷磊研究员为第一作者,徐时清教授为通讯作者。

基于缺陷三维成像的电子束熔丝增材制造钛合金疲劳寿命模型

应用高分辨率同步辐射三维X射线成像技术获取电子束熔丝增材制造Ti-6Al-4V合金的特征参数,结合高周疲劳试验分析缺陷对合金疲劳性能的影响;考虑缺陷特征参数对已有Z参数疲劳寿命模型进行修正,提出了X参数疲劳寿命模型。结果表明:所制造Ti-6Al-4V合金存在气孔及未熔合缺陷;不同应力水平下合金的疲劳寿命均存在较大的离散性,50%存活率下合金的疲劳极限为679MPa,多数疲劳裂纹萌生于气孔、未熔合缺陷处;由X参数疲劳寿命模型得到的X参数-疲劳寿命曲线的线性拟合相关系数为08.785,比由Z参数疲劳寿命模型得到的提高了近20%,疲劳寿命离散性显著降低,模型的预测精度显著提高。

铸造铝铜合金微观孔洞三维特征的研究

采用三维X射线断层扫描与重构技术分析铸造Al-4.5wt.%Cu和Al-15wt.%Cu合金的微观孔洞,研究了合金凝固方式与冷却速率对微观孔洞三维特征的影响。结果表明,结晶温度范围大、糊状倾向较大的Al-4.5wt.%Cu合金,微观孔洞弥散分布、数量少、平均体积大而圆整度较小,且孔洞三维特征参数与冷却速率存在线性关系;而结晶温度范围小的Al-15wt.%Cu合金,孔洞主要分布在铸件上部,数量多、平均体积小而圆整度较大,其特征参数与冷却速率并不存在明显关系。