Dans la vie quotidienne, notre CT familier apparaît principalement dans les hôpitaux, où les médecins jugent la santé à l'intérieur du corps. Mais le saviez - vous? Cette technologie est depuis longtemps « sortie de l’hôpital », dans le domaine de la recherche scientifique et de l’inspection industrielle, et sa résolution a augmenté à l’échelle micrométrique, voire submicronique, pour révéler les mystères internes de divers matériaux, sciences de la vie et artefacts. C'est le microct.

Dans cet article, nous vous apportons un aperçu complet de la microscopie CT, en quoi elle diffère des appareils X - Ray, des microscopes électriques à balayage et de la détection par ultrasons, et dans quels domaines elle peut fonctionner.

Part.01 naissance et développement du microct

En 1895, alors qu'il étudiait les rayons cathodiques, le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen découvrit accidentellement un nouveau type de rayons capables de pénétrer le corps humain et les objets. Il a fait la première radiographie avec les mains de sa femme et a depuis ouvert l'ère de la « perspective» de la médecine et de la détection des matériaux. Röntgen a également reçu le premier prix Nobel de physique.

Radiographie de la main de Mme Röntgen, prise le 22 décembre 1895

Plus d'un siècle plus tard, l'imagerie par rayons X a évolué, des premières projections planes à l'apparition ultérieure de la tomographie par ordinateur (CT), permettant une reconstruction tridimensionnelle de l'intérieur du corps humain et des objets. La tomodensitométrie traditionnelle est utilisée pour le diagnostic médical, tandis que dans la recherche scientifique et les tests industriels, les gens ont besoin d'une résolution plus élevée et d'une observation plus fine de la structure, et le "micro - CT" est né.

PARTIE 02Principes d'imagerie pour le microct

La technique de microtométrie utilise des rayons X pour éclairer l'échantillon, enregistrer la distribution de l'intensité des rayons X transmis à travers un détecteur et réutiliser des algorithmes informatiques pour reconstituer la structure interne tridimensionnelle de l'échantillon. Sa particularité réside dans sa capacité à fournir des images haute résolution et tridimensionnelles sans destruction.

La technologie microct peut fournir des informations internes détaillées en trois dimensions sur le matériau sans perte, notamment:

1Informations sur la structure:Tels que le diamètre, le volume, la surface, la circularité, la connectivité, la distribution spatiale. ...

2Informations sur la densité:Tels que les pores de la cavité, la gravité des éléments, la distribution des composants. ...

3Modèle 3D:Comme l'analyse par éléments finis, l'impression 3D. ...

Part.03 application du microct

La technologie microct est un outil pour la recherche scientifique et les applications industrielles en raison de ses capacités d'imagerie non destructive, ultra haute résolution et tridimensionnelle. Actuellement, il est largement utilisé dans l'orthopédie, l'agriculture, l'archéologie, l'impression 3D, les produits pharmaceutiques, la science des matériaux, la géologie, la science alimentaire, les semi - conducteurs électroniques, l'électricité au lithium, la fabrication automobile, l'aérospatiale et d'autres industries. Les résultats suivants ont tous été observés à l'aide de la microscopie à résolution élevée neoscan.

Part.04 différence entre le microct et le X - ray

Beaucoup de gens confondent la microtomographie avec les appareils X - ray courants, et en fait, bien que les deux utilisent le principe des rayons X, la façon dont l'imagerie est réalisée et les scénarios d'application varient considérablement.

Différence entre X - ray et microct (picture Source Network)

L'imagerie est différente:

• Appareil X - ray: une image projetée en deux dimensions est obtenue par une seule exposition, ressemblant à une photo en noir et blanc sur laquelle les différentes zones de densité à l'intérieur de l'objet sont superposées.

• CT microscopique: l'échantillon tourne entre la source de rayons X et le détecteur, le système acquiert des centaines, voire des milliers d'images projetées qui sont reconstruites par tomographie informatique pour produire la structure tridimensionnelle de l'échantillon.

La dimension de l'information est différente:

• Appareils X - ray: seuls les « ombres après la superposition » sont visibles et il est difficile de distinguer les niveaux avant et après.

• CT microscopique: peut être observé couche par couche comme une « tranche» pour obtenir un modèle tridimensionnel interne clair.

La résolution est différente de la plage applicable:

• Équipement X - ray: la vitesse d'imagerie est rapide et large, ce qui permet de détecter rapidement de gros défauts dans les essais non destructifs industriels, tels que des trous dans les soudures ou des fissures dans les pièces.

• CT microscopique: résolution plus élevée, jusqu'au micron ou même au niveau submicronique, capable d'analyser les micropores, les fibres, les détails organisationnels à l'intérieur du matériau, mieux adapté à la recherche scientifique, à la fabrication de précision et à l'analyse structurelle.

Part.05 différence entre le microct et les miroirs électriques à balayage

Le microscope et le microscope à balayage sont des outils importants pour la recherche microscopique, mais les deux se concentrent dans des directions différentes.

Les miroirs électriques à balayage utilisent un faisceau d'électrons pour balayer la surface de l'échantillon avec une résolution très élevée, jusqu'à l'échelle nanométrique, et peuvent présenter une topographie de surface claire avec des détails de grain. Mais il ne peut voir que la couche superficielle et ne peut pas révéler d'informations internes, et l'échantillon nécessite généralement un traitement conducteur ou une pulvérisation d'or.

Schéma d'imagerie par microscopie électronique à balayage

La microtométrie s'appuie sur l'imagerie par pénétration des rayons X pour montrer la structure interne tridimensionnelle de l'échantillon, en particulier pour étudier le réseau de pores du matériau, la direction des fissures et la distribution polyphasique. Sa résolution, bien que inférieure à celle des miroirs électriques, permet de voir les « profondeurs » inaccessibles aux miroirs électriques.

Les deux sont souvent utilisés ensemble: les défauts internes sont détectés avec un microscope CT, puis les détails sont analysés avec un électroscope.

Localisez d'abord la position du trou traversant de l'échantillon IC avec neoscan microct

L'échantillon est placé dans le miroir électrique de flynner après traitement de broyage ionique voir les détails

Part.06 différence entre la microct et la détection par ultrasons

L'inspection par ultrasons, qui repose sur la réflexion des ondes sonores lors de leur propagation dans le matériau pour juger de la position du défaut, est couramment utilisée pour l'inspection non destructive de grands composants. Il a l'avantage d'avoir une grande profondeur de pénétration, peut trouver des fissures dans les matériaux à paroi épaisse, mais avec une résolution inférieure, le résultat dépend davantage de l'interprétation du signal, il est difficile d'afficher visuellement la morphologie défectueuse.

Schéma d'imagerie de détection par ultrasons (Image tirée du réseau)

Le microct utilise des rayons X plutôt que des ondes sonores, a une résolution plus élevée et le résultat de l'imagerie est une image tridimensionnelle claire. Il est particulièrement adapté à l'étude de la structure fine d'échantillons de petite et moyenne taille, permettant de voir visuellement la direction des fissures, la distribution des pores et l'interface du matériau.

Résumé de part.07

Ainsi, le microct peut être utilisé avec d'autres moyens de détection, formant un avantage complémentaire. Grâce à cette combinaison multi - technologie, les chercheurs et les ingénieurs peuvent obtenir des informations complètes sur les échantillons à différentes échelles: imagerie 3D non destructive des structures internes par microscopie CT, miroirs électriques complétant les détails de surface à haute résolution, tests X - ray et ultrasons permettant un pré - criblage rapide et une évaluation globale permettant Des tests et des analyses plus précis et plus efficaces.