復(fù)納科學(xué)儀器(上海)有限公司
已認(rèn)證
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X 射線檢測(cè)技術(shù)不受檢測(cè)材料種類的影響,對(duì)材料中大部分缺陷,,如疏松,、夾雜、脫粘等均有較高的檢測(cè)靈敏度,。但傳統(tǒng)工業(yè) CT 的空間分辨率受到射線焦點(diǎn),、探測(cè)器和重構(gòu)矩陣分辨率的限制,分辨率有限,,無(wú)法分辨直徑為數(shù)微米的特征。但近些年隨著科技進(jìn)步,,逐漸發(fā)展起來(lái)的顯微 CT 則可以彌補(bǔ)這一缺陷,。
顯微 CT,也稱為 Micro-CT,,或 XRM(X 射線顯微鏡),,是一種非侵入性和非破壞性成像技術(shù),在不破壞產(chǎn)品的情況下,,利用 X 射線對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行掃描得到高分辨圖像,,通過(guò)圖像軟件處理與分析可獲得物體內(nèi)部詳盡的結(jié)構(gòu)信息。
本期內(nèi)容我們分享顯微 CT 無(wú)損成像技術(shù)在各類零部件缺陷檢測(cè)分析中的應(yīng)用,。
01 焊縫缺陷檢測(cè)分析
航天產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)要求高密封性和高可靠性,,對(duì)于采用電子束焊接等工藝的精密工件,其設(shè)計(jì)要求高,、材料特殊,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要從微觀角度評(píng)判焊縫的焊接質(zhì)量,,如氣孔,、夾雜、未焊透,、裂紋等缺陷,。對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊縫,傳統(tǒng)的射線檢測(cè)方法無(wú)法識(shí)別這些缺陷,,而 X 射線顯微 CT 具有焦點(diǎn)尺寸小(微米級(jí)),、檢測(cè)分辨率高等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫的三維成像,,檢測(cè)出焊縫中的微小氣孔和微裂紋,,并準(zhǔn)確地測(cè)定其幾何尺寸,給出其在工件中的位置,,同時(shí)能夠準(zhǔn)確測(cè)量焊縫熔深,,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊縫的無(wú)損檢測(cè)與評(píng)估,。
圖 1:顯微 CT 下氣孔缺陷圖像
圖 2:顯微 CT 下端面焊縫圖像
圖 3:顯微 CT 下釬焊縫圖像
02 鑄件缺陷檢測(cè)分析
物體鑄造過(guò)程中由于其自身生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),常常會(huì)產(chǎn)生縮孔,、氣孔等缺陷,,這些內(nèi)部缺陷會(huì)對(duì)零件質(zhì)量產(chǎn)生不好的影響,也會(huì)縮短零件壽命,,因此需要準(zhǔn)確地識(shí)別出這些內(nèi)部缺陷,。
顯微 CT 可以更快更準(zhǔn)確地檢測(cè)到工件內(nèi)部的缺陷,直觀地顯示材料內(nèi)部缺陷的形貌特征,。顯微 CT 能夠?qū)﹁T件內(nèi)部缺陷在微觀尺度下開(kāi)展分析研究,,有助于全面了解其各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)與內(nèi)在結(jié)構(gòu)的關(guān)系,建立起含缺陷材料的力學(xué)性能的評(píng)估方法,,對(duì)使用鑄造技術(shù)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)服役能力及安全性能評(píng)估具有重要價(jià)值,。
圖 4 : 高壓渦輪葉片的 CT 掃描圖像,鑄造葉片榫頭缺陷(上)及加工葉片榫頭缺陷(下),。
圖 5 :鑄造缺陷對(duì)應(yīng)變分布的影響,。圖中③、④左側(cè)均為試樣分層 CT 照片,,右側(cè)為 DIC 測(cè)出的軸向應(yīng)變分布圖,。兩者對(duì)比分析可知,軸向應(yīng)變高度集中于缺陷區(qū)域,??s松嚴(yán)重影響球墨鑄鐵的力學(xué)性能, 降低其彈性模量,、強(qiáng)度極限,,尤其是使材料伸長(zhǎng)率下降,極易在缺陷處發(fā)生失效及斷裂,。
03 增材制造(3D打?。┝慵毕輽z測(cè)分析
近年來(lái),增材制造技術(shù)快速發(fā)展,,通常其所制造的復(fù)雜制件也需經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),、測(cè)試、生產(chǎn)和質(zhì)量控制檢查等環(huán)節(jié),。常規(guī)的缺陷特征可通過(guò)金相或試樣斷口觀察得到,,但這種截面觀察方法只能獲得缺陷的二維形貌??紤]到合金粉末特性及成形工藝的特殊性 ,,僅僅通過(guò)二維截面的局部觀察并不能全面、準(zhǔn)確地獲得缺陷特征及其變化規(guī)律,,而借助顯微 CT 技術(shù)獲得缺陷的三維特征有利于后續(xù)建立缺陷與力學(xué)性能的定量關(guān)系,。
圖 6 :上圖 為 SLM 成 形 GH3536 試樣的重建數(shù)據(jù)分析結(jié)果,,其中第一行數(shù)據(jù)為不同成形工藝試樣中缺陷(被渲染成藍(lán)色)的三維分布,第二行數(shù)據(jù)為試樣中垂直 Z 向的典型 CT 切片,。由圖可知,,不同參數(shù)組合成形的試樣中都含有缺陷,且彼此之間缺陷數(shù)量差異較大,, 這表明通過(guò)控制工藝參數(shù)可以獲得不同致密度的試樣,。
04 復(fù)合材料內(nèi)部缺陷檢測(cè)分析
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料經(jīng)過(guò)特殊的復(fù)合工藝而制備的一種多相材料,其內(nèi)部各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,,使其綜合性能優(yōu)于原組成材料,,從而滿足各種多樣的需求,被廣泛應(yīng)用于航空航天 ,、兵器 ,、體育 、汽車等領(lǐng)域,。然而,在其制備過(guò)程中不免會(huì)產(chǎn)生各類缺陷,,顯微 CT 成像檢測(cè)技術(shù)在復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的檢測(cè)當(dāng)中起到了關(guān)鍵性的作用,。
例如,新型復(fù)合材料具有各向異性及不均勻性的結(jié)構(gòu)問(wèn)題,,與基體粘接過(guò)程存在缺陷,。借助顯微 CT 無(wú)損成像檢測(cè)技術(shù)對(duì)新型復(fù)合材料粘接界面缺陷進(jìn)行研究,可有效避免復(fù)合材料粘接界面虛粘,、脫粘,、孔洞等缺陷導(dǎo)致的損失。
圖 7 :粘接層切片圖
圖 8 :脫粘缺陷切片圖
圖 9 :孔洞缺陷切片圖,,由缺陷切片圖結(jié)果分析得到,,基于顯微 CT 系統(tǒng)條件,可以清晰獲取陶瓷基復(fù)合材料缺陷 的位置,、大小,、類型等信息。
關(guān)于臺(tái)式顯微 CT
NEOSCAN 是一家專注于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)臺(tái)式顯微 CT 儀器的公司,,由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的 Alexander Sasov 創(chuàng)立于比利時(shí),。目前 NEOSCAN 推出三款顯微 CT 產(chǎn)品:N80、N70,、N60,,可在不破壞樣品的同時(shí),得到樣品的結(jié)構(gòu)信息(空腔孔隙),、密度信息(組分差異),,同時(shí)可以輸出三維模型,,進(jìn)行仿真分析。
N80 高分辨臺(tái)式顯微 CT
N70 快速型臺(tái)式顯微 CT
N60 緊湊型臺(tái)式顯微 CT
如果您想獲取更多關(guān)于 NEOSCAN 臺(tái)式顯微 CT 的產(chǎn)品詳情或者應(yīng)用案例,,歡迎您隨時(shí)聯(lián)系我們,,垂詢電話:400 857 8882。
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