X-ray影像-X-ray 3D X-ray CT断层扫描应用于多孔性材料的孔隙分析
3D X-ray CT断层扫描应用于多孔性材料的孔隙分析
多孔性材料的典型结构为大量多边形孔在平面上聚集成的二维结构,由于形状类似蜂窝状组织而被称为蜂窝材料,更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成三维结构,此种被称为泡沫材料。多孔性材料种类繁多,由于多孔材料具有结构利功能材料的特点,所以又被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程、生医材料等等。

▲ 建筑用多孔材料

▲生医多孔医材-头盖骨

▲生医多孔医材-头盖骨
多孔性材料其结构、性质等对于使用于不同目的而对材料有不同的性能要求、不同表征结构要求。表征多孔结构的主要参数是:孔隙度、平均孔径、孔形等等。除了材料的材质外,多孔结构参数对力学性能和各种性能有决定性的影响。因此对于多孔性材料,其孔隙分析是必要的。
以往的孔隙分析方式只能看到剖切面的孔形,并不能观测内部的孔形,而利用3D X-ray CT断层扫描可以观测多孔性材料内部的孔形,且利用3D X-ray断层扫描结果也可以计算多孔性材料的孔隙度、平均孔径、等等。
相较传统的孔洞分析,3D X-ray CT可观测内部且可以得知多孔材料孔隙分布的位置,且传统的孔隙分析大多只能计算连续型孔洞,对于非连续型或独立型孔洞就无法做较准确的孔隙分析,而利用3D X-ray CT则可以对这部分去做计算。

▲孔隙大小分布以颜色区分

▲隙体积分布统计图、缺陷体积比例

▲隙体积分布统计图、缺陷体积比例

▲各个孔隙位置、体积、孔径大小
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