Tomografia rentgenowska materiałów in situ

Oryginalny tytuł:

In-Situ X-ray Tomographic Study of Materials

Zawartość książki:

Niniejsza książka ilustruje ekscytujące możliwości, jakie otwiera rentgenowska tomografia komputerowa (CT) w zakresie śledzenia zachowania materiałów w warunkach jak najbardziej zbliżonych do tych, które występują podczas ich produkcji lub eksploatacji. Rozdziały naukowe wybrane do tej książki opisują wyniki uzyskane przy użyciu urządzeń synchrotronowych lub laboratoryjnych podczas eksperymentów in situ lub ex situ.

Charakteryzują one mikrostruktury w skali długości od dziesiątek nanometrów do kilkudziesięciu mikrometrów. W tej kolekcji tomografia rentgenowska rzuca światło na właściwości mechaniczne materiałów inżynieryjnych, takich jak stopy aluminium lub magnezu, stal nierdzewna, aluminium, kompozyty polimerowe lub pianka ceramiczna. W tych eksperymentach rentgenowska tomografia komputerowa jest w stanie obrazować i określać ilościowo uszkodzenia występujące podczas testów rozciągania, ściskania, wgłębiania lub zmęczenia.

Oczywiście rentgenowska tomografia komputerowa może również oświetlać strukturę i zachowanie naturalnych materiałów.

W tym przypadku jest ona stosowana do kości lub naturalnego śniegu w celu zbadania ich zachowania mechanicznego, a także materiałów z sektora rolno-spożywczego. Jej wszechstronność ilustrują analizy tak różnych tematów, jak usuwanie oliwy z oliwek z gąbek kuchennych poprzez wyciskanie i płukanie, czy wpływ zmian temperatury na strukturę lodów.

Niektóre rozdziały koncentrują się na zmianach zachodzących w czasie, w różnych temperaturach, poziomach wilgotności, ciśnieniu, jak w przypadku obróbki cieplnej stopu aluminium, starzenia betonu lub procesów spieniania ceramiki. W odpowiedzi na wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi, zintensyfikowano badania nad akumulatorami. Nieniszczący i trójwymiarowy charakter rentgenowskiej tomografii komputerowej sprawił, że stała się ona bardzo cennym narzędziem do monitorowania ich ewolucji podczas cykli ładowania i rozładowywania, co zilustrowano w niektórych artykułach.

Omówiono również kwestie związane z rozwojem technicznym tomografii komputerowej, na przykład spiralną tomografię komputerową, dyfrakcyjną tomografię kontrastową lub zastosowanie środków kontrastowych. Omówiono również efekty wywołane ekspozycją materiałów na promieniowanie rentgenowskie. Wreszcie, omówiono aspekty związane z przetwarzaniem końcowym (np.

procedury mające na celu poprawę rekonstrukcji próbek, które poruszają się podczas testów in situ) i analizą danych (np. zastosowanie cyfrowej korelacji objętości (DVC), trójwymiarowego odpowiednika cyfrowej korelacji obrazu (DIC) oraz porównanie eksperymentów in situ z symulacjami elementów skończonych).

Podsumowując, badania te pokazują sztukę tego, co jest możliwe, sposoby dalszego ulepszania istniejących metod oraz możliwości na przyszłość w odniesieniu do badań tomograficznych materiałów in situ.