Благодаря мировому рекорду в томографии, синхротронное излучение можно использовать для наблюдения за тем, как образуется металлическая пена
Международная исследовательская группа в Swiss Light Source (SLS) установила новый мировой рекорд в томографии с использованием поворотного стола для образцов, разработанного в HZB. Имея 208 трехмерных томографических рентгеновских изображений в секунду, они смогли задокументировать динамические процессы, связанные с пенообразованием жидкого алюминия. Способ представлен в журнале Nature Communications.
Прецизионный поворотный стол для образцов, спроектированный на HZB, вращается вокруг своей оси на несколько сотен оборотов в секунду с предельной точностью. Команда HZB, возглавляемая доктором Франсиско Гарсия-Морено, объединила поворотный стол для образцов с прецизионной оптикой и достигла мирового рекорда более 25 томографических изображений в секунду, используя линию луча BESSY II EDDI в 2018 году.
Теперь команда вместе с группой, возглавляемой профессором Марко Стампанони из Института Пола Шеррера (PSI), достигла нового мирового рекорда в SLS. Для этого они настроили поворотный стол для образцов вместе с улучшенной оптикой и использовали сверхбыстрый сбор изображений и скорость передачи данных на инструменте SLS TOMCAT. «Теперь можно получать более 200 томографических изображений в секунду — и это при интервалах измерения всего несколько минут», — говорит Гарсия-Морено. Термин томоскопия был придуман для этого нового метода визуализации.
Томоскопия: новый метод визуализации
Доктор Кристиан Шлепютц из PSI подчеркивает: «Огромный объем пакетов данных, генерируемых во время каждой томоскопии, должен передаваться и храниться с чрезвычайно высокой скоростью передачи данных — восемь гигабайт в секунду».
Каждое отдельное изображение должно быть рассчитано на основе данных измерений. Затем изображения получают дополнительную автоматическую обработку, которая облегчает количественный анализ. Для обработки нескольких терабайт данных из каждого эксперимента доктор Пол Камм из HZB разработал и внедрил уникальное специальное программное обеспечение для обработки.
Партнеры в этом сотрудничестве использовали новый метод визуализации для детального наблюдения за динамическими процессами с высоким временным разрешением, которые происходят во время вспенивания жидкого алюминия. Таким образом, процессы, происходящие во время образования пены в расплавленных металлах, могут быть исследованы и лучше поняты. Это важно для достижения оптимального распределения материала и равномерного образования пор в пене, которая впоследствии отверждается, чтобы пена могла использоваться в облегченной конструкции.
Металлическая пена для легкой конструкции
Металлические пены являются важным классом материалов для легкой конструкции, и они являются предпочтительным объектом исследования для недавно разработанного метода визуализации, поскольку жидкий металл в значительной степени нечувствителен к радиационному повреждению , а достигнутые скорости визуализации чрезвычайно хорошо подходят для явлений пенообразования.
Заметим, что заказать изготовление металлоконструкций для различного назначения можно на сайте avaloninvest.com.ua.
Сверхбыстрая компьютерная томоскопия также может дать интересную информацию о многих других процессах. Например, его можно использовать для изучения того, как материалы меняются во время лазерной сварки или что происходит, когда батареи перегреваются из-за короткого замыкания (теплового разгона).
Исследователи из HZB и PSI в настоящее время работают над увеличением скорости вращения , чтобы еще больше увеличить временное разрешение измерений.
