在X-Ray檢測(cè)的過(guò)程中, X-Ray穿過(guò)待檢樣品,然后在圖像探測(cè)器(現(xiàn)在大多使用X-Ray圖像增強(qiáng)器)上形成一個(gè)放大的X光圖。該圖像的質(zhì)量主要由分辨率及對(duì)比度決定。接下來(lái),小編帶大家來(lái)了解一下X-Ray投射檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)方法及特點(diǎn)都有哪些。X射線檢測(cè)的方法很多,以下簡(jiǎn)要介紹三種:
1、X射線小角散射
當(dāng)X射線照射到試樣上時(shí),如果試樣內(nèi)部存在納米尺寸的密度不均勻區(qū),則會(huì)在入射束周?chē)男〗嵌葏^(qū)域內(nèi)出現(xiàn)散射X射線,這種現(xiàn)象稱為X射線小角散射或小角X射線散射。根據(jù)電磁波散射的反比定律,相對(duì)于波長(zhǎng)來(lái)說(shuō),散射體的有效尺寸越大則散射角越小。因此,廣角X射線衍射關(guān)系著原子尺度范圍內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu),而小角X射線散射則相應(yīng)于尺寸在零點(diǎn)幾納米至近百納米區(qū)域內(nèi)電子密度的起伏。納米尺度的微粒子和孔洞均可產(chǎn)生小角散射現(xiàn)象。這樣,由散射圖形的分析,可以解析散射體粒子體系或多孔體系的結(jié)構(gòu)。這種方式對(duì)樣品的適用范圍寬,不論是干態(tài)還是濕態(tài)都適用,無(wú)論是開(kāi)孔還是閉孔都能檢測(cè)到。但須注意小角散射在趨向大角一側(cè)的強(qiáng)度分布往往都很弱,并且起伏很大。
小角散射也可用來(lái)測(cè)量多孔系統(tǒng)的孔隙尺寸分布。將平行的單能量X射線束或中子束打到樣品上并在小角度下散射,繪出散射強(qiáng)度I作為散射波矢量q的函數(shù)圖線。散射函數(shù)I(q)取決于樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),每種具有等尺寸球形孔隙作任意分布的多孔體都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特性函數(shù)。假定這樣一種簡(jiǎn)單的模型,就可以得出孔隙半徑或孔隙尺寸的分布狀態(tài)。其中X射線可探測(cè)納米尺寸的孔隙,而中子束可檢測(cè)粗大得多的孔隙,直徑達(dá)到幾十個(gè)微米都行。但在各種情況下,這些方法也僅能用于微孔金屬體系。
2、X射線折射分析法
定量的二維X射線折射層析攝像技術(shù)可用來(lái)改進(jìn)材料的無(wú)損檢測(cè),如用于生物醫(yī)學(xué)陶瓷、工業(yè)陶瓷、高性能陶瓷、復(fù)合材料和其他異質(zhì)材料。該方法基于來(lái)自微結(jié)構(gòu)界面的X射線折射率差異而產(chǎn)生的X射線折射超小角散射探測(cè)技術(shù),可直接檢測(cè)得出尺寸范圍在微米級(jí)至納米級(jí)范圍的內(nèi)部表面數(shù)量和位置。折射強(qiáng)度正比于內(nèi)表面密度,即式樣的表面積與單位體積之比率。它通過(guò)已知晶粒尺寸和堆積密度的均勻粉末來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)核而確定。在對(duì)樣品做掃描時(shí),每個(gè)分離的散射體即代表對(duì)應(yīng)的局部積分界面性質(zhì)。通過(guò)同時(shí)測(cè)定X射線的折射值和吸收值,可以分析出局部?jī)?nèi)表面和局部孔率兩者之間的波動(dòng)關(guān)系。
特點(diǎn):本法對(duì)樣品中局部性小體積范圍內(nèi)的X射線吸收和折射實(shí)現(xiàn)了一次性的同時(shí)檢測(cè),所以能夠測(cè)出樣品內(nèi)不同部位的孔率和內(nèi)表面的密度,從而獲得孔率河內(nèi)表面密度的空間分布圖像。此外,如果預(yù)先假定了孔隙的形狀(如球形),那么還可以計(jì)算出孔隙尺寸的空間分布狀態(tài)。X射線折射分析法既可檢測(cè)開(kāi)孔,又可檢測(cè)閉孔,并且可以在不對(duì)孔隙形狀作任何假設(shè)的前提下直接測(cè)定多孔試樣的內(nèi)表面密度。
3、X射線層析攝像法
近些年來(lái),X射線層析攝像技術(shù)已成為獲取多孔材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)損圖像的有力工具。該技術(shù)可很好的表征多孔體的顯微構(gòu)造,被成功地應(yīng)用于多孔結(jié)構(gòu)及其變形模式的研究,這與X射線在該類材料中的低吸收有關(guān)。由于這種低吸收,X射線層析攝像法可用于對(duì)大塊的多孔材料進(jìn)行研究,而致密材料則須切成小塊。這種方法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可對(duì)多孔體的大變形實(shí)現(xiàn)無(wú)損成像,因而能夠觀測(cè)出多孔體在變形過(guò)程中所出現(xiàn)的重要屈曲、彎曲、或斷裂等現(xiàn)象。
射線照相法的缺點(diǎn)是大量信息投射在單一的平面上,而且當(dāng)沿樣品厚度的微結(jié)構(gòu)特征的數(shù)量很多時(shí),所得圖像難以解釋這些信息。層析照相法則通過(guò)將大量的這種射線照片的信息結(jié)合在一起,從而彌補(bǔ)了這種不足。其中各輻射線照片取自位于探測(cè)器前面的樣品的不同方位。如果各射線照片之間的腳步足夠小,則可根據(jù)成套的射線照片來(lái)重新計(jì)算出樣品中各點(diǎn)的衰減系數(shù)值。這種重構(gòu)可通過(guò)合適的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
特點(diǎn):X射線層析攝像技術(shù)可對(duì)微結(jié)構(gòu)(可細(xì)至納米尺度)進(jìn)行定量的無(wú)損檢測(cè),空間分辨尺度可達(dá)10納米左右。
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