Brooke X-Ray Bộ phận Wang Jin-bo

Vật liệu composite gia cố bằng sợi carbon (CFRP) đang nhận được sự chú ý rộng rãi như một vật liệu quan trọng cho công nghệ và ngành công nghiệp thế hệ tiếp theo vì nó kết hợp độ bền kéo cao, độ cứng cao và đặc tính trọng lượng nhẹ.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cơ học của CFRP

Tính chất cơ học của CFRP bị ảnh hưởng đáng kể bởi một số yếu tố:

1) Định hướng và mật độ của sợi carbon sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của nó.

2) Sự hiện diện của khoảng trống bên trong và khiếm khuyết cũng có thể có tác động quan trọng.

Hiểu biết sâu sắc về các cấu trúc bên trong này là chìa khóa để đánh giá chính xác sức mạnh của CFRP và tối ưu hóa thiết kế của nó.

Thách thức và nhu cầu phân tích cấu trúc nội bộ

Phân tích cấu trúc bên trong CFRP đòi hỏi khả năng phân biệt các cài đặt nhỏ đến micron là khoảng trống dưới micron.

1) Phương pháp phá hủy truyền thống yêu cầu cắt mẫu, có thể thay đổi cấu trúc vật liệu và ảnh hưởng đến độ chính xác của phân tích.

2) Do đó, công nghệ hình ảnh có độ phân giải cao, không phá hủy trở thành một phương tiện cần thiết để có được thông tin chi tiết và đáng tin cậy.

III. Ưu điểm của kính hiển vi tia X 3D độ phân giải cao (XRM)

1) Nó cho phép hình dung 3D của cấu trúc bên trong CFRP theo cách không phá hủy.

2) Định hướng và mật độ của sợi carbon có thể được quan sát rõ ràng và chính xác, phát hiện khoảng trống và khuyết tật bên trong, và phân tích định lượng khoảng cách giữa các sợi có thể được thực hiện.

Các tính năng của hệ thống X4 POSEIDON

X4 POSEIDON là một hệ thống XRM hiệu suất cao.

1) Khả năng hình ảnh độ phân giải cao trong khi có thể phù hợp với hầu hết các không gian phòng thí nghiệm.

2) Tính linh hoạt và độ chính xác cao của nó làm cho nó lý tưởng để nghiên cứu cấu trúc bên trong chi tiết của CFRP mà không làm hỏng mẫu.

← Hình 1: Kết xuất hình ảnh 3D Body

Định hướng của sợi carbon trong vật liệu tổng hợp gia cố sợi carbon (CFRP) có thể được quan sát rõ ràng thông qua hình ảnh được hiển thị trên cơ thể ba chiều (Hình 1). Kết quả trực quan này cho thấy sự sắp xếp tổng thể của sợi carbon trong mẫu.

← Hình 2: Hình ảnh chiếu cường độ cao (MIP)

Hình ảnh chiếu cường độ cao (MIP) (Hình 2) là một cách trực quan khác để hiểu định hướng sợi và mật độ khối lượng lớn. Chế độ xem hai chiều này sẽ hiển thị voxels có cường độ cao trong dữ liệu ba chiều.

← Hình 3: Phân tích phân phối khoảng cách sợi

Phân tích phân tách cấu trúc có thể được thực hiện với phần mềm phân tích CT (CTAn) để định lượng khoảng cách giữa các sợi được đánh giá. Hình ảnh ba chiều được mã hóa màu kết quả (Hình 3) làm nổi bật khoảng cách giữa các sợi riêng lẻ, giúp hiểu được sự phân bố mật độ sợi trong mẫu. Phân tích này rất quan trọng để đánh giá tính chất cơ học của CFRP vì mật độ sợi ảnh hưởng trực tiếp đến sức mạnh và hiệu suất hoạt động của vật liệu.

Ảnh: Brook X-Ray Division Public