В повседневной жизни большинство знакомых нам КТ появляется в больницах, по которым врачи определяют состояние здоровья внутри тела. Но знаешь что? Эта технология уже давно « вышла из больницы» и вошла в область научных исследований и промышленных испытаний, а разрешение было увеличено до микронного или даже субмикронного уровня, чтобы раскрыть внутренние тайны различных материалов, наук о жизни и культурных реликвий. Это микроскопическая КТ.

В этой статье мы даем вам полное представление о микроскопической КТ, в чем она отличается от устройств X - ray, сканирующих зеркал и ультразвуковых тестов и в каких областях она может работать.

PART.01 Рождение и развитие микроскопической КТ

В 1895 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рёнтген (Wilhelm Conrad Röntgen), изучая катодные лучи, случайно обнаружил новый тип лучей, способных проникать в тело и тело. Он сделал первый рентгеновский снимок рукой своей жены и с тех пор открыл прелюдию к « эпохе перспективы» медицинского и материального тестирования. Рентген также получил первую Нобелевскую премию по физике.

Рентгеновский снимок руки Леди Рентген, 22 декабря 1895 года.

В течение более чем столетия после этого рентгеновская визуализация продолжала развиваться, начиная от ранней плоской проекции и заканчивая компьютерной томографией (КТ), которая появилась позже, обеспечивая трехмерную реконструкцию внутри человеческого тела и предметов. Традиционная КТ в основном используется для медицинской диагностики, в то время как в научных исследованиях и промышленных тестах людям требуется более высокое разрешение, более тонкие структурные наблюдения, поэтому возникла « микроскопическая КТ» (Micro - CT).

Часть 02Принцип микроскопической томографии

Микроскопическая КТ - технология использует образцы рентгеновского облучения для регистрации распределения интенсивности пропускаемых рентгеновских лучей с помощью детектора, а затем использует компьютерные алгоритмы для восстановления трехмерной внутренней структуры образца. Его уникальность заключается в том, что он может предоставлять изображения с высоким разрешением и трехмерные изображения без разрушения.

Микроскопическая КТ - технология может предоставить подробную трехмерную внутреннюю информацию о материале без ущерба, включая:

1Структурная информация:Например, диаметр, объем, площадь поверхности, окружность, связность, пространственное распределение. ......

2Информация о плотности:Такие, как пористость полости, вес элемента, распределение компонентов. ......

3Трехмерная модель:Например, ограниченный метаанализ, 3D - печать. ......

PART.03 Применение микроскопической КТ

Благодаря своей неразрушающей способности, сверхвысокому разрешению и трехмерной визуализации технология микроскопической КТ стала инструментом для научных исследований и промышленного применения. В настоящее время широко используется в ортопедии, сельском хозяйстве, археологии, 3D - печати, фармацевтике, материаловедении, геологии, пищевой науке, электронных полупроводниках, литий - электричестве, автомобилестроении, аэрокосмической промышленности и других отраслях промышленности. Следующие результаты были получены с помощью микроскопической КТ Neoscan с высоким разрешением.

PART.04 Различия между микроскопической КТ и X - Ray

Многие люди путают микроскопическую КТ с обычными устройствами X - Ray, и на самом деле оба используют принцип рентгеновского излучения, но методы визуализации и сценарии применения сильно различаются.

Разница между X - Ray и микроскопической КТ (сеть источников изображений)

Способы получения изображений различны:

• Устройство X - Ray: двухмерное проекционное изображение, полученное при одной экспозиции, подобно черно - белому изображению, накладывается на изображение различными областями внутренней плотности объекта.

• Микроскопическая КТ: образец вращается между источником рентгеновского излучения и детектором, и система собирает сотни проекционных изображений, реконструируемых компьютерными разломами, чтобы создать трехмерную структуру образца.

Информационные измерения различны:

• Устройства X - Ray: могут видеть только "тень после суперпозиции", трудно различить уровни спереди и сзади.

• Микроскопическая КТ: можно наблюдать по слоям, как "срез", получая четкую внутреннюю трехмерную модель.

Разрешение отличается от сферы применения:

• Устройство X - Ray: Быстрая скорость визуализации, большой диапазон, подходящий для быстрого обнаружения больших дефектов в промышленном неразрушающем обнаружении, например, является ли точка сварки пустой, есть ли трещины в деталях.

• Микроскопическая КТ: с более высоким разрешением, вплоть до уровня микрон или даже субмикрон, может анализировать микропоры, волокна, детали тканей внутри материала, более подходит для научных исследований, точного производства и структурного анализа.

PART.05 Разница между микроскопическим КТ и сканирующим зеркалом

Микроскопическая КТ и сканирующие зеркала являются важными инструментами для микроскопических исследований, но оба фокусируются в разных направлениях.

Сканирующие зеркала используют электронный луч для сканирования поверхности образца с очень высоким разрешением, вплоть до нанометрового уровня, могут представлять четкую форму поверхности и детали зерна. Но он может видеть только поверхностный слой, не может раскрыть внутреннюю информацию, и образцы обычно требуют электропроводности или распыления золота.

Схема формирования изображений с помощью сканирующего электронного микроскопа

Микроскопическая КТ опирается на рентгеновскую проникающую визуализацию, чтобы показать трехмерную внутреннюю структуру образца, особенно подходящую для изучения пористой сети материала, направления трещин и многофазного распределения. Хотя его разрешение ниже, чем у зеркала, он может видеть « глубины», которые зеркало не может коснуться.

Они часто используются в сочетании: сначала с помощью микроскопической КТ обнаруживаются внутренние дефекты, а затем срез с помощью зеркала для анализа деталей.

Используйте микроскопическую КТ Neoscan для определения местоположения сквозного отверстия образца IC.

Образцы после ионной шлифовки помещаются в линзы для наблюдения деталей

PART.06 Различия между микроскопическим КТ и ультразвуковым тестированием

Ультразвуковое обнаружение опирается на отражение звуковых волн, распространяющихся в материале, чтобы определить местоположение дефекта, часто используемое для неразрушающего обнаружения крупных компонентов. Его преимущество заключается в том, что глубина проникновения велика, трещины могут быть обнаружены в толстостенном материале, но с более низким разрешением, и результат больше зависит от интерпретации сигнала, что затрудняет визуальное отображение дефектной формы.

Принципиальная схема ультразвукового обнаружения изображений (изображение из сети)

Микроскопическая КТ использует рентгеновские лучи, а не звуковые волны, с более высоким разрешением и четким трехмерным изображением. Он особенно подходит для тонких структурных исследований малых и средних образцов и может визуально видеть направление трещин, распределение пористостей и интерфейс материала.

PART.07 Резюме

Таким образом, микроКТ может использоваться в сочетании с другими средствами обнаружения, создавая дополнительные преимущества. Благодаря этой многотехнической комбинации исследователи и инженеры могут получить всеобъемлющую информацию о образцах в разных масштабах: микроскопическая КТ - неразрушающая трехмерная внутренняя структурная визуализация, электрическое зеркало для дополнения деталей поверхности с высоким разрешением, X - Ray и ультразвуковое обнаружение для быстрого предварительного скрининга и общей оценки, что приводит к более точному и эффективному обнаружению и анализу.