新一代X射线成像系统
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X光射线检测设备的检测方法及特点

作者:X光射线检测设备厂家 发表时间:2022-8-19 10:05:22

在X光射线检测过程中,X光射线穿过被检测样品,然后在图像探测器上形成放大的X光射线图像(现在多采用X光射线平板探测器)。图像的质量主要由分辨率和对比度决定。接下来,带你了解X光射线检测设备的检测方法和特点。
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  在X光射线检测过程中,X光射线穿过被检测样品,然后在图像探测器上形成放大的X光射线图像(现在多采用X光射线平板探测器)。图像的质量主要由分辨率和对比度决定。接下来,带你了解X光射线检测设备的检测方法和特点。X光射线检测的方法很多,下面简单介绍三种:

   一,X光射线小角散射
  当X光射线照射在样品上时,如果样品内部存在纳米级的密度不均匀区域,那么在入射光束周围的小角度区域就会出现散射的X光射线。这种现象被称为X光射线小角散射或小角X光射线散射。根据电磁波散射的逆定律,散射体的有效尺寸越大,散射角越小。因此,广角X光射线衍射与原子尺度上的物质结构有关,而小角X光射线散射对应的是电子密度在十分之几纳米到近百纳米范围内的波动。纳米尺寸的颗粒和空穴可以产生小角散射。这样,可以通过分析散射图案来分析散射体颗粒系统或多孔系统的结构。这种方法适用的样品范围很广,无论是干的还是湿的,无论是打开还是关闭都可以检测。但需要注意的是,小角散射的强度分布往往较弱,在朝向大角度一侧波动较大。
  小角散射也可用于测量多孔系统的孔径分布。平行的单能X光射线束或中子束撞击在样品上并以小角度散射,散射强度I绘制为散射波矢量q的函数,散射函数I(q)取决于样品的内部结构,每一个具有大小相等且任意分布的球形孔的多孔体都会产生一个特征函数。假设这样一个简单的模型,就可以得到孔隙半径或孔隙大小的分布。X光射线可以检测纳米尺寸的孔隙,而中子束可以检测大得多的孔隙,直径可以达到几十微米。然而,在各种情况下,这些方法只能用于微孔金属系统。

  二,X光射线折射分析
  定量二维X光射线折射层析成像技术可用于提高材料的无损检测,如生物医学陶瓷、工业陶瓷、高性能陶瓷、复合材料和其他异质材料。该方法基于X光射线折射率差从微结构界面产生的X光射线折射超小角散射检测技术,可以直接检测尺寸从微米到纳米的内表面的数量和位置。折射强度与内表面的密度成正比,即图案的表面积与单位体积之比。它是通过对已知粒度和堆积密度的均匀粉末进行校准和标定而确定的。当扫描样品时,每个分离的散射体代表相应的局部积分界面性质。通过同时测量X光射线的折射值和吸收值,可以分析局部内表面与局部孔隙率之间的波动关系。
  特点:该方法可以同时检测样品局部小体积范围内对X光射线的吸收和折射,因此可以测量样品不同部位内表面的孔隙率和密度,从而得到河内孔隙率和面密度的空间分布图像。此外,如果预先假定孔的形状(例如球形),也可以计算孔径的空间分布。X光射线折射分析可以检测开孔和闭孔,并且可以直接测量多孔样品的内表面密度,而无需对孔的形状做出任何假设。

  三,X光射线断层摄影术
  近年来,X光射线层析成像已经成为一种获得多孔材料内部结构无损图像的有力工具。该技术可以很好地表征多孔体的微观结构,并已成功应用于多孔结构及其变形模式的研究,这与此类材料对X光射线的低吸收有关。由于这种低吸收,X光射线断层扫描可以用于研究大块多孔材料,而致密材料必须切成小块。该方法的第二个优点是可以实现多孔体大变形的无损成像,因此可以观察到多孔体在变形过程中的重要屈曲、弯曲或断裂。
  射线照相的缺点是大量的信息投射在单个平面上,当沿样品厚度方向的微结构特征数量较大时,获得的图像难以解释信息。断层摄影通过结合来自这种射线照片的大量信息来弥补这一缺陷。其中辐射照片是从探测器前面的样品的不同方向拍摄的。如果射线照片之间的步长足够小,可以根据一套完整的射线照片重新计算样本中每个点的衰减系数值。这种重建可以通过适当的软件来实现。
  特点:X光射线层析成像技术可定量无损检测微结构(低至纳米尺度),空间分辨率尺度可达10纳米左右。

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