匯集分析方案，聚焦材料科學：（三）材料結構解析
發(fā)布時間:2021-03-08 閱讀次數(shù)：873次
材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，各種材料的運用很大程度上反映了人類社會的發(fā)展水平，而材料科學也日益成為人類現(xiàn)代科學技術體系的重要支柱之一。
材料的結構和組成是決定材料性能的基礎，而對材料結構的研究是合理設計、制造、選用材料的基礎。無論是宏觀結構還是微觀結構，島津歷史悠久、種類豐富的X射線產(chǎn)品都可以做您科研路上的火眼金睛。
材料結構解析
多功能多晶X射線衍射儀XRD / 微焦點X射線CT
多功能多晶X射線衍射儀XRD
多晶X射線衍射儀利用X射線衍射法對物質(zhì)進行非破壞性的物相分析。通過對衍射譜圖中峰位置、峰強度以及衍射峰形的解析，可以進行樣品中物相和微結構分析，包括物相的定性和定量、晶格常數(shù)的精密測定、應力測定、晶體取向、結晶度等。
島津XRD-7000型多功能X射線衍射儀采用高精度垂直測角儀，獨立2軸驅(qū)動模式，可擴展的超大樣品空間設計，可滿足各種類型樣品的X射線衍射分析要求。
XRD-7000
應用：應力分析
用X射線衍射儀分析殘余應力是非破壞性的，可以廣泛地應用于實際零件的性能評估和質(zhì)量管理等。
本附件可以用側(cè)傾法和同傾法兩種方法進行分析，所以可以分析在同樣位置上正交兩個方向的應力，而且用側(cè)傾法可以分析齒輪牙谷等凹部位的應力。
應用：薄膜分析
當進行小于1μm薄膜層的分析時，利用低角度入射的平行X射線抑制侵入基底材料，得到只從表面層產(chǎn)生的高靈敏度衍射X射線。在改變?nèi)肷鋁射線角度的情況下進行分析時，從檢測到由基底材料產(chǎn)生的衍射X射線時的角度，可以知道薄膜層的大致厚度。該附件有樣品臺供選擇，也可以分析薄膜表面層的取向度。
微焦點X射線CT
工業(yè)用X射線CT被廣泛應用于鋰電池材料、復合材料和生物醫(yī)學材料的研究開發(fā)中。
島津微焦點X射線CT系統(tǒng)inspeXio SMX-100CT Plus能夠清晰地觀察到樹脂、骨頭等輕質(zhì)材料的內(nèi)部結構，獲得高放大倍率3維圖像，具有操作簡便、速度快、可直接呈現(xiàn)任意斷面圖像的特點。
應用：對鋰電池正負極的觀察
inspeXio SMX-100CT Plus
應用：工業(yè)CT在生物材料研究中的應用
InspeXio SMX-90CT Plus
牙齒MPR
VR
三維立體打印塑形實例
將拍攝的牙齒CT數(shù)據(jù)通過逆向工程軟件Point Master，處理成STL數(shù)據(jù)（多邊形數(shù)據(jù)）之后，由3D打印機實現(xiàn)實體化的范例?？赏ㄟ^CT掃描→3D立體打印機，簡單快捷地在短時間對生物體樣品實現(xiàn)建模、結構評估。
應用：使用工業(yè)CT進行“CO2-鹽水-巖石體系孔隙尺度潤濕與流動機理研究”實驗
inspeXio SMX-225CT系列
孔隙尺度CO2-鹽水-巖石體系接觸角測量
本研究基于micro-CT成像技術，開發(fā)了用于原位條件下孔隙尺度接觸角測量方法。如圖1所示，首先對原始CT圖片進行降噪與裁剪，選取感興趣的研究區(qū)域，并利用局部閾值法（分水嶺法）進行圖像分割；然后基于Avizo等軟件確定分割后氣-液-固三相接觸線，在三相接觸線上隨機取點，找到該點所在位置的法平面，對該法平面該點位置的二維接觸角進行測量，此時的二維接觸角值即為該點的當?shù)亟佑|角；重復上述步驟就可對不同位置的當?shù)亟佑|角進行測量。
圖1孔隙尺度接觸角測量方法：（a）圖像裁剪；（b）圖像分割；（c）氣液固三相線確定；（d）法平面確定；（e）局部接觸角測量
圖2給出了玻璃砂與石英砂多孔介質(zhì)在超臨界CO2-6 wt% KI驅(qū)替條件下孔隙尺度接觸角分布。發(fā)現(xiàn)受孔隙結構、粗糙度與毛細管力等因素影響，玻璃砂與石英砂孔隙尺度接觸角均呈現(xiàn)出近似正態(tài)分布，并且接觸角范圍較廣，結果表明了真實多孔介質(zhì)的實際潤濕性更加復雜，同時說明用傳統(tǒng)方法在理想條件下所得結果來評價實際多孔介質(zhì)的潤濕性不夠準確，并由此可能造成對多孔介質(zhì)內(nèi)流體運移規(guī)律的研究結論不準確。
圖2超臨界CO2–6 wt% KI驅(qū)替條件下（a）玻璃砂與（b）石英砂孔隙尺度接觸角分布
注：本數(shù)據(jù)來源于大連理工大學能源與動力學院