Studiul tomografic cu raze X in situ al materialelor

Titlul original:

In-Situ X-ray Tomographic Study of Materials

Conținutul cărții:

Această carte ilustrează posibilitățile interesante deschise de tomografia computerizată cu raze X (CT) pentru a urmări comportamentul materialelor în condiții cât mai apropiate de cele întâlnite în timpul fabricării sau funcționării lor. Capitolele științifice selectate pentru această carte descriu rezultatele obținute cu ajutorul dispozitivelor de sincrotron sau de laborator în timpul experimentelor in situ sau ex situ.

Acestea caracterizează microstructuri pe scări de lungime cuprinse între zeci de nanometri și câteva zeci de micrometri. În această colecție, CT cu raze X pune în lumină proprietățile mecanice ale materialelor tehnice, cum ar fi aliajele de aluminiu sau magneziu, oțelul inoxidabil, aluminiul, compozitele polimerice sau spuma ceramică. În aceste experimente, CT cu raze X este capabilă să imagineze și să cuantifice deteriorările care apar în timpul testelor de tracțiune, compresie, indentare sau oboseală.

Desigur, CT cu raze X poate ilumina și structura și comportamentul materialelor naturale.

Aici este aplicată oaselor sau zăpezii naturale pentru a studia comportamentul lor mecanic, precum și materialelor din sectorul agroalimentar. Versatilitatea sa este exemplificată prin analize ale unor subiecte atât de diverse precum îndepărtarea uleiului de măsline din bureții de bucătărie prin stoarcere și clătire, până la efectul schimbărilor de temperatură asupra structurii înghețatei.

Unele capitole se concentrează asupra schimbărilor care au loc în timp, la diferite temperaturi, niveluri de umiditate, presiune, ca în cazul tratamentelor termice ale aliajelor de aluminiu, îmbătrânirii betonului sau proceselor de spumare a ceramicii. Ca răspuns la provocările schimbărilor climatice, activitățile de cercetare privind bateriile s-au intensificat. Caracterul nedistructiv și tridimensional al CT cu raze X au făcut din acesta un instrument foarte valoros pentru monitorizarea evoluției lor în timpul ciclurilor de încărcare și descărcare, după cum ilustrează unele dintre contribuții.

De asemenea, sunt abordate aspecte legate de dezvoltarea tehnică a CT, de exemplu CT elicoidal, tomografia cu contrast de difracție sau utilizarea agenților de contrast. Sunt discutate, de asemenea, efectele induse de expunerea materialelor la radiații cu raze X. În cele din urmă, sunt abordate aspecte legate de postprocesare (de exemplu, proceduri de îmbunătățire a reconstrucției probelor care se mișcă în timpul testelor in situ) și de analiză a datelor (de exemplu, aplicarea corelației digitale de volum (DVC), analogul 3D al corelației digitale de imagine (DIC), și compararea între experimentele in situ și simulările cu elemente finite).

Luate împreună, aceste studii arată arta a ceea ce este posibil, modalitățile de îmbunătățire a metodelor existente și posibilitățile de viitor în ceea ce privește studiul tomografic in situ cu raze X al materialelor.