在工程力學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域，對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和力學(xué)行為的深入研究至關(guān)重要。這不僅關(guān)系到材料的應(yīng)用性能，還直接影響到工程安全和效率。目前，我們要介紹的是Skyscan 2214和MTS（材料力學(xué)試驗機）這一對在力學(xué)研究中不能缺少的黃金搭檔。
Skyscan 2214：高分辨率X射線成像系統(tǒng)
Skyscan 2214是由Bruker公司生產(chǎn)的高分辨率X射線成像系統(tǒng)，它在材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究中扮演著重要角色。以下是Skyscan 2214的一些關(guān)鍵特性和應(yīng)用：
1. 高分辨率成像能力
Skyscan 2214擁有高達160kV的X射線能量和小500nm的焦點尺寸，能夠提供高達60nm的圖像分辨率。這意味著它能夠清晰地捕捉到巖石內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，包括晶粒、孔隙、預(yù)存在的微缺陷、層理和微裂縫等。
2. 實時成像技術(shù)
Skyscan 2214的實時成像技術(shù)允許在材料加載過程中進行連續(xù)的CT掃描，實時觀察材料內(nèi)部的破壞過程。這對于研究材料在受力過程中的內(nèi)部變化至關(guān)重要。
3. 非接觸式、非侵入式檢測
Skyscan 2214提供的非接觸式、非侵入式檢測方法不會對樣品造成任何損害，保證了檢測過程中樣品的完整性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的自然狀態(tài)。
4. 高效的數(shù)據(jù)處理能力
Skyscan 2214配備的是sCMOS射線探測器具有4000x4000像素的活躍圖像區(qū)域，能夠在短時間內(nèi)完成大量的斷層掃描圖像采集和處理，為研究人員提供了完整的三維體積圖像。
MTS：材料力學(xué)試驗機
MTS是材料力學(xué)性能測試中的重要設(shè)備，它能夠精確控制加載過程，以模擬材料在實際應(yīng)用中可能遭受的力和位移。以下是MTS在巖石力學(xué)研究中的應(yīng)用：
1. 精確的加載控制
MTS能夠以精確的速率（如1微米/秒）控制位移，這對于獲得穩(wěn)定的實驗結(jié)果至關(guān)重要。
2. 高負載能力
MTS具有高達4400N的負載能力，這使得它能夠用于較大或高硬度的樣品的測試。
3. 實驗數(shù)據(jù)的準確性
MTS能夠?qū)崟r記錄樣品力和位移數(shù)據(jù)，用于計算材料的力學(xué)參數(shù)（如彈性模量、強度等）。
4. 與Skyscan 2214的協(xié)同工作
MTS與Skyscan 2214協(xié)同工作，實現(xiàn)了在X射線掃描過程中對巖石樣品的精確加載和實時監(jiān)測，為研究人員提供了寶貴的內(nèi)部破壞過程數(shù)據(jù)。
結(jié)論
Skyscan 2214和MTS的結(jié)合為材料力學(xué)研究提供了一個強大的工具，它們不僅能夠揭示樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，還能夠?qū)崟r監(jiān)測樣品在受力過程中的內(nèi)部變化。這種組合的應(yīng)用為材料的工程設(shè)計和安全評估提供了重要的數(shù)據(jù)支持，是工程力學(xué)研究中不能缺少的技術(shù)手段。隨著技術(shù)的不斷進步，Skyscan 2214和MTS將繼續(xù)在探索材料內(nèi)部世界的道路上發(fā)揮其特殊的價值。
-轉(zhuǎn)載于《布魯克X射線部門》公眾號
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