利用三维x射线显微镜(XRM)测定固体泡沫的三维形貌

固体泡沫是一种由密度较大的固体基质(如金属、合金或聚合物)包围的含有气体空隙的结构。它们的高强度重量比和在高变形程度下保持完整的能力使其适用于各种应用，包括承重组件、包装材料、隔音和隔热材料，以及汽车中的减震器和冲击吸收器。

固体泡沫塑料三维形貌表征的挑战

泡沫材料的三维性能对其性能和应用起着至关重要的作用。反过来，这些性能与泡沫的成分、材料性能和形态密切相关。由于固体泡沫具有复杂和不规则的结构，很难对这些材料进行三维表征，特别是在亚微米分辨率下。欧洲杯足球竞彩

固体泡沫的三维形貌表征是非常重要的。然而，传统技术的缺点限制了它的应用范围。高分辨率的方法，如物理切片结合电子或光学显微镜是时间密集和破坏性的。此外，它们可能导致物理伪影，并且由于具有破坏性，不能执行随时间变化的微观结构演化分析。另一方面，低分辨率是传统无损微计算机断层扫描(micro-CT)的局限性。

解决方案从Xradia

在过去十年中，传统的X射线微型CT已被广泛用于泡沫的非侵入性和非破坏性表征。通过介质分辨率对微米刻度，这些系统能够实现了形态和孔结构的定量表征，这提供了洞穴的洞穴的洞察力。尽管如此，微型CTS发现难以以良好的对比度成像一些低Z材料，例如聚合物泡沫。欧洲杯足球竞彩而且，它们无法解析亚微米泡沫孔。

VersaXRM和UltraXRM家族3 d x光显微镜从Xradia可以实现泡沫结构的亚微米空间分辨率成像。VersaXRM的空间分辨率可达0.7µm，而UltraXRM的空间分辨率可达<50 nm。由Xradia开发的独特的x射线光学结构在大的工作距离内保持如此高的分辨率，并且不允许其作为样品大小的线性函数退化。这为现场分析提供了高分辨率成像等新功能，例如，在现场钻机中进行泡沫压缩。此外，Xradia在显微镜上的优化闪烁体探测器使低z泡沫的高对比度成像成为可能。图1和图2演示了VersaXRM和UltraXRM的功能。

图1所示。镍镀泡沫成像使用MicroXCT (VersaXRM家族)1.6µm体素大小。(A)二维虚拟切片显示约7µm厚的薄镍镀层。(B)泡沫两相的3D渲染。(图片由洛斯阿拉莫斯国家实验室提供)

图2。固体泡沫(A)微孔泡沫成像使用MicroXCT (VersaXRM家族)和1µm体素大小分辨率。(B)使用65 nm各向同性体素的UltraXRM-L200聚苯乙烯泡沫成像。(图片由洛斯阿拉莫斯国家实验室提供)

多孔材料被应用于许欧洲杯足球竞彩多不同的承载和结构应用中，其中它们通常承受不同水平的应力或载荷。力学测试是全面表征这类泡沫的基本要素。3D XRM的无损特性提供了独特的表征能力，能够在不同的环境中利用原位腔室和设备进行4D(时间依赖性)分析。它不仅为研究泡沫的微观结构变化提供了一种独特的方法，而且为验证计算模型提供了一种技术。

在MicroXCT上进行的原位加卸载实验结果如图3所示。从结果中揭示了压缩对泡沫结构的影响。泡沫细胞无法保持100%的弹性特性，因为它们受到压缩的永久影响。图3所示的每张图像都是泡沫在不同压缩状态下的完整3D描述。如图3所示的彩色球是材料中单独的分节细胞。

图3。MicroXCT系列捕捉了一个原位加卸载实验的三维图像。结果表明，在减压过程中压缩曲线没有回缩，表明泡沫细胞并没有表现出100%的弹性特性。(图片由洛斯阿拉莫斯国家实验室提供)

结论

通过这种方法，利用高分辨率的无损成像技术，可以成功地对开孔和闭孔泡沫进行表征，并对泡沫进行4D(随时间变化)原位压缩分析Xradia VersaXRM和UltraXRM x射线显微镜．

这些信息已经从Xradia提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问Xradia．