基于微观尺度X射线断层扫描技术的短切碳纤维SMC复合材料失效分析

短切碳纤维片状模塑料(SMC)复合材料内部复杂的纤维三维分布及其造成的多样微裂纹演化过程加剧了其失效分析的难度。针对短切碳纤维SMC复合材料的失效行为进行研究,提出采用微观尺度X射线断层扫描技术实时表征材料内部的微观结构,捕捉碳纤维和微裂纹的几何信息,结合先进的图像采集和图像处理技术,进而准确重构出短切碳纤维SMC复合材料在受力过程中的三维结构变化以及微裂纹的完整演变过程,定量测量微裂纹的几何尺寸,实现损伤的精准诊断,并利用Tsai-Wu失效判据和界面开裂后的基体应力场理论等失效方法探究短切碳纤维SMC复合材料的失效机制。该方法的提出对于研究短切碳纤维SMC复合材料的失效过程以及分析相应的失效行为提供了重要依据。

X射线计算机断层扫描技术在水泥基材料微观结构研究中的应用

介绍了X射线计算机断层扫描技术(CT)的成像原理,列举了同步辐射CT在水泥基材料微观结构(物相分布、孔隙结构及裂缝发展等)研究中的应用,并分析了CT技术的误差来源和应用局限性。

X射线技术在故宫博物院藏景泰款铜胎掐丝珐琅研究中的应用

本文使用X射线计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)技术、X射线荧光(X-ray Fluorescence,XRF)技术与拉曼光谱技术对故宫博物院藏两件刻有“景泰”款的铜胎掐丝珐琅器进行研究,发现两件器物均是旧器物通过改变形制制成,实验检测结果表明:两件珐琅器均是通过旧器物的拼接重组,形成新的底部刻有“景泰”款的珐琅器。通过使用多种科学技术手段的结果互证,确定了明确的改制结论。X射线技术对后续进行改制款珐琅器的研究提供了新的思路和解决方法。

X射线断层扫描技术在鲤鱼耳石对环境响应研究中的应用初探

作为生命矿物文石和球文石的载体,鱼耳石(fish otoliths)记载了鱼体生长过程中大量的环境信息。近30年来,其研究取得了很多成果,但利用医学技术的研究尚未见报道。文中尝试应用医学X射线断层扫描技术(CT)对取自河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石进行分析研究。结果表明:白洋淀鲤鱼的星耳石和微耳石CT值均大于密云水库鲤鱼耳石相应的CT值,与白洋淀水体中的重金属元素含量明显高于密云水库水体中的重金属含量存在较好的相关性;同一水域星耳石与微耳石的CT值也存在明显差异,分析认为这种差异可能与元素的亲和性及占位方式有关。

X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术在复合材料工件检测中的散射修正

在X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术(X-TICT)中,X射线透射物质时,发生了Compton光子散射现象,有用信息连同散射光子一起进入探头形成伪影。因此,必须进行散射修正。利用X射线透射物质时X光子散射遵循的Compton散射强度方程,结合X射线与物质相互作用的特性,建立了有效去除X-TICT在复合材料工件检测中光子散射问题造成的图像伪影的散射修正模型。探头的总计数减去散射光子数,即可有效去除X-TICT在复合材料工件检测中散射光子造成的伪影。

两种肺结核的电子计算机X射线断层扫描技术图像对比分析

目的通过对比分析单纯性肺结核与肺结核合并糖尿病患者的电子计算机X射线断层扫描技术(CT)检查图像的差异,提高诊断正确率。方法选择四川省革命伤残军人医院2011年1～8月住院及门诊的单纯性肺结核患者40例及肺结核并糖尿病患者40例做胸部CT检查,分析两者之间的影像学差异。结果两者的CT影像图对比分析发现,在病变部位、病变类型和病变累及范围方面差异均有统计学意义。结论在判读CT表现时应抓住这两种疾病的特点,提高诊断正确率。

探讨电子计算机X射线断层扫描技术对肺结核诊断的临床价值

目的探讨电子计算机X射线断层扫描技术(简称"CT")对肺结核诊断的临床价值,为临床提供可靠的参考依据。方法选择2013年5月至2015年4月在本院住院和门诊的确诊为肺结核的患者83例设为实验组,其中42例确诊为单纯性肺结核的患者,41例确诊为肺结核并糖尿病患者,选择同期体检健康志愿者40例设为对照组。均进行CT图像检查,对结果进行统计分析。结果与对照组比较,实验组患者的的CT图像在病变累及范围、病变部位和类型方面都存在显著性差异,结果具有统计学意义(P<0.05);与单纯性肺结核组患者比较,肺结核并糖尿病患者的CT图像在病变累及范围、病变部位和类型方面都存在明显差异,结果具有统计学意义(P<0.05)。结论 CT图像技术不仅对于肺结核疾病的辅助诊断具有一定的临床价值,还对于区分单纯性肺结核和肺结核并糖尿病具有一定的临床价值,临床诊治时抓住这两者间的明显区别,能够提高诊断率。

超轻多孔金属孔结构的X射线断层扫描分析

利用X射线断层扫描技术获得了超轻多孔铝试样的任意截面重构图像,通过对该图像的分析实现了对多孔铝试样孔结构的描述,并得到了重构横截面的面孔隙率。结果表明:超轻多孔铝试样孔结构描述新方法与传统剖开试样分析方法相比,可以获得相同的孔结构分析结果,并具有非接触、非破坏和提高效率的特点。

用于临床计算机断层扫描技术的X射线探测器发展进程研究

计算机断层扫描是一种可重构患者身体横截面的非侵入式X射线诊断技术。它可以有效地提供有关器官结构的详细信息,并灵敏地检测出器官的病理变化。自20世纪70年代第一代计算机断层扫描被用于临床诊断以来,在该领域上的多项突破促成了现今超快速、低剂量的扫描技术,这种高检测效率和快速响应一定程度上归功于X射线检测器的发展。根据不同的工作原理,当前X射线探测器主要可分为间接和直接探测两种。此外,在过去二十年中,通过利用不同排列形状和工作机制的X射线探测器,高分辨率临床显微断层扫描系统也得到了显著的发展。本文旨在回顾用于断层扫描和显微断层扫描的X射线探测器技术发展的几个重要里程碑,并且具体分析两种类型探测器的基本工作原理和未来发展趋势。

2018年X射线计算机断层扫描应用技术研讨会成功举办

2018年10月26日至28日,"2018年X射线计算机断层扫描应用技术研讨会"在东南大学九龙湖校区顺利召开。东南大学、重庆大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学、南昌航空大学、西安石油大学等高校,中科院化工材料所、金属所、高能所、电工研究所、岩土力学所、上海博物馆等科研单位和企业56家单位的170名专家学者和学生参加。

X射线断层扫描测量技术：精确的CT测量技术极大优化工艺过程

来自卡尔蔡司的X射线断层扫描测量技术（Metrotomography）已经在业界牢牢占据了领先地位。该技术为世界各地的消费类商品、汽车和医疗器械行业的多种应用提供解决方案。由于提供的数据量多而全，因此在缩短研发周期、提升初始样本测试结果分析能力，

基于X射线微米CT扫描技术的煤岩孔裂隙多尺度精细表征——以沁水盆地南部马必东区块为例

深入探究煤层气赋存和运移机理,不仅需要分析煤岩孔裂隙结构的空间分布特征,还需对其进行定量表征。为此,以沁水盆地南部马必东区块3#煤层为研究对象,应用X射线微米CT扫描技术,先构建低精度CT扫描煤岩母样三维数字化模型,再通过高精度CT扫描构建煤岩子样三维数字化模型。在此基础上,利用Avizo图像处理软件,重构煤岩孔裂隙系统,实现煤岩孔裂隙的多尺度定量表征。研究结果表明,沁水盆地南部马必东区块3#煤层发育多尺度孔裂隙结构。煤岩孔裂隙宏观上以C型为主,微观上以E型为主。煤岩发育成孤立片状分布的宏观孔裂隙及连通性较差的孔裂隙。据子样和母样矿物含量的相关性可知,较大规模的孔裂隙多被矿物充填,限制了煤层气的渗流和产出。

Mg-Gd-Y-Zr合金可控冷却速率实验方法及凝固组织的X射线断层扫描表征

建立了可控冷却速率的实验方法、凝固过程测温方案和合金内部温度推算方法,对Mg-6Gd-3Y-0.5Zr(质量分数,%)(GW63K)合金开展可控冷却速率实验,结合X射线断层扫描技术、扫描电子显微镜和X射线能谱分析等实验表征手段,表征可控冷速镁合金的凝固组织形貌并获取定量信息,研究了冷却速率对GW63K合金凝固组织微观形貌、定量信息的影响和变化规律。结果表明:在GW63K合金凝固组织中,共晶呈网络状分布在晶界处,形状不规则的第二相呈岛状分布在共晶组织中;平均冷却速率R_(c)在0.13~0.33℃/s范围内,随着冷却速率的增加,网状共晶组织更密集、均匀和连续,第二相分布更均匀、尺寸更小,微观溶质偏析减小,第二相和共晶体积分数均呈下降趋势。

基于X-CT扫描技术的泡沫轻质土孔结构分析

为研究泡沫轻质土内部孔隙三维空间分布状态和形态特征,采用X射线计算断层扫描技术(X-ray computed tomography,X-CT)获取了3种湿密度等级泡沫轻质土孔结构,并进行定量分析。基于混合高斯模型,通过解卷积确定孔相和固相灰度阈值,根据阈值将灰度图像划分为孔和固体两相材料,定量表征孔隙率、孔径、球度和孔隙形态等孔结构特征参数。将孔结构特征参数与强度进行关联分析,结果表明:随着泡沫轻质土的湿密度增大,孔径分布更加均匀,平均孔径降低,球状孔隙增多,导致泡沫轻质土应力分布更加均匀,抵抗外部荷载能力更强,整体强度更高。

温泽测量仪器（上海）有限公司通用型exaCTU计算机断层扫描技术

exaCTU工业计算机断层扫描系统用于测量及测试具有复杂内外部结构的组件。exaCTU是一款通用设计型设备，它的设计可使每一个用户都能选用合适的x射线源及探测器来定制自己的工业CT系统。

多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用

随着探测器技术的不断发展,具有能谱分辨能力的光子计数探测器成为人们研究的焦点,并在X射线成像领域开始得到应用。使用该种探测器,可以将具有较宽能谱分布的X射线分为不同的能区分别进行计数,获得详细的能谱信息及不同能量射线的衰减信息,由此引出了"多能谱成像"的概念。本文介绍了近些年来光子计数探测器技术的发展及其在X射线成像中的应用,同时分析了多能谱技术应用于CT成像所带来的一些优势,如降低辐射剂量、提高信噪比、提高物质识别精度、提高造影剂成像效果等。目前,许多研究机构都致力于研究更快速的电子学设备,以适应高计数率下快速成像的需求,随着多能谱成像技术研究的不断深入,必将为X射线成像及CT领域带来许多新的变革。

现代实验室型X射线荧光元素分布成像和形态分析技术的研究进展

近年来,随着X射线光源、单色、聚焦及探测系统的发展,在实验室可借助低功率X射线光源开展X射线荧光(XRF)和X射线吸收谱(XAS)分析。液体金属射流源等新型X射线光源系统、闭合反馈系统、电荷耦合元件和方孔微通道板等技术和计算方法的进步促进了聚焦扫描型、全场型和XRF计算机断层扫描等实验室型XRF元素空间成像技术的发展。超环面、球面和柱状弯晶等单色聚焦系统的发展推动了实验室型XAS技术的发展。探索新型的实验室X射线光源系统,开发更高效的单色聚焦系统,推动X射线动态电影拍摄技术等将是未来研究的重要发展方向。

利用XCT技术检测水泥基材料微观结构的研究进展

本文归纳了X射线计算机断层扫描技术扫描及重构的工作原理,总结并讨论了该技术在划分材料内部组分、水泥水化过程跟踪、孔结构及细观裂缝判定、外界侵蚀物质迁移造成的微观结构变化和钢筋锈蚀开裂等领域的最新研究进展,介绍了世界上最新XCT仪器研究水泥基材料孔结构实时变化的实例。最后,对今后XCT技术在定量研究水泥基材料微观结构变化的研究方向提出了建议。

基于X射线测量的铝合金铸件微观缺陷预测及分析

以ADC12铝合金压铸件为实验对象,采用三维X射线断层扫描技术,对ADC12铝合金压铸件中的缩孔、气孔和气缩孔进行了观察,同时分析了缩孔、气孔和气缩孔的圆整度、体积和表面积。结果表明,气孔的形状相对较为圆整。缩孔的形状最为复杂,缩孔的长大受枝晶的影响很大。与气孔相比,气缩孔的形貌相对较为复杂,气缩孔的形貌是由孔洞本体和长尾状或者凸起部分构成。

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。