Návrh in-situ komory je vždy o rovnováze mezi přesností, stabilitou, spolehlivostí a všestranností. Náš standardní In-situ BOX jsme proto zkonstruovali tak, aby byl co nejvíce variabilní a snadno integrovatelný. S rozměry pouhých 200 × 200 × 405 mm se snadno vejde do vašeho CT systému a zároveň umožňuje plnou 360° rotaci pro nepřerušované skenování.
Jeho hlavní přednost spočívá v modularitě. Navrhli jsme jej tak, aby sloužil jako spolehlivá platforma pro nedestruktivní testování, které lze rychle přizpůsobit různým výzkumným účelům:
-
- Termální BOX: Pro termální zkoušky a analýzu chování materiálů v závislosti na teplotě.
- Bateriový box: Pro cyklování baterií (nabíjení a vybíjení do 30 A) a termální zkoušky.
Pro většinu laboratorních aplikací představuje teplotní rozsah od -30 °C do +60 °C ideální kompromis. Vědcům umožňuje simulovat mrazivé zimy i extrémní pouštní horka, což usnadňuje sledování pohybu kapalného elektrolytu v bateriových článcích nebo chování materiálů při tepelném namáhání.
Ale buďme upřímní: věda málokdy zůstává v rámci “standardních” hranic.
Čas od času vyžaduje vědecké poznání experiment, který má místo k běžnému výzkumu blízko ke skutečnému křtu ohněm. Když vaše aplikace vyžaduje extrémní teploty daleko za hranicemi standardního rozsahu, nehledáme kompromisy. Navrhujeme zakázková vysokoteplotní in situ BOX řešení na míru Vašim potřebám.
Výzva: In-situ Inspekce kompozitů při vysokých teplotách
Kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP) jsou absolutními hvězdami v letectví i automobilovém průmyslu. Jsou neuvěřitelně lehké, extrémně pevné a zpravidla velmi odolné. Jakmile ale dojde k jejich zahřátí – zejména k lokálnímu přehřátí, například v blízkosti výfukových svodů, výfuku nebo při úderu blesku – situace se může velmi rychle zkomplikovat.
Abyste při CT analýzy selhání skutečně pochopili, jak tyto materiály selhávají, nestačí je jen zahřát v peci a následně se podívat na popel. Rozpad materiálu je nutné sledovat v reálném čase přímo v komoře tomografu pomocí 4D CT skenování. K tomu je však nezbytná přesná a lokalizovaná regulace podmínek prostředí.
Pro tuto specializovanou inspekci kompozitůjsme navrhli vysokoteplotní in situ BOX . Ten je vybaven integrovaným kontaktním ohřevem pro přímé zahřívání vzorku z CFRP, zatímco současně probíhá snímání 3D CT ve vysokém rozlišení. Naším hlavním cílem bylo mapovat strukturální degradaci materiálu od pokojové teploty (21 °C) až po extrémní tepelnou zátěž při 450 °C.
Sledování tepelné degradace: Od selhání tmelu k delaminaci jádra
Získaná in-situ CT data ve vysokém rozlišení vykreslují jasný, krok za krokem sledovatelný obraz toho, jak vysoká teplota vzorek systematicky rozkládá. Místo toho, aby vše selhalo najednou, můžeme sledovat, jak jednotlivé složky materiálu selhávají při různých teplotních prazích:
21 °C | Výchozí stav
Při pokojové teplotě je uhlíková tyčinka zcela neporušená, pevná a obklopená tenkou vnější vrstvou lepidla. (Všimněte si již existující vlasové trhlinky uprostřed – ta slouží jako ideální referenční bod pro sledování strukturálních změn v dalších fázích testu.)
300 °C | Tmel "bublá" a odlupuje se (jádro však drží)
Když teplotu vyhženeme až na 300 °C, na vnějším obvodu dochází k výraznému zvratu:
-
- Vnější tmelová vrstva, kterou byla tyčinka připevněna k podkladu, zcela povolila a roztáhla se do velkých dutin připomínajících bubliny.
- Je zajímavé, že samotná uhlíková tyčinka zůstává v této fázi pozoruhodně stabilní –tyčinka i základní trhlina jsou prakticky totožné s výchozím stavem.
450 °C | Delaminace jádra a pyrolýza matrice
Při dalším zvýšení teploty na 450 °C dosahuje samotné uhlíkové jádro svého limitu. Na CT snímku můžeme pozorovat dvě hlavní strukturální změny:
-
- Delaminace: Jádro protnula nová, větvící se sekundární trhlina.
- Pyrolýza matrice a šum obrazu: Celkový sken při 450 °C působí výrazně zašuměným a zastřeným dojmem. Nejde o chybu CT skeneru – je to přímý fyzikální důkaz probíhající pyrolýzy. Polymerní matrice (spojivo držící uhlíková vlákna pohromadě) se při této teplote aktivně rozkládá na plyn. Unikající plyny a změny hustoty deformují průchod rentgenového paprsku, což přímo na snímaném obraze vytváří tento charakteristický šum.
Svěřte nám své nejnáročnější experimenty
Ať už potřebujete materiál natáhnout, stlačit, zmrazit nebo jej vystavit přímému kontaktnímu žáru až do 500 °C, vaše in-situ experimenty by neměly narážet na limity sériově vyráběného hardwaru.
Modulární In-situ BOX jsme navrhli přesně pro tyto účely. Pokud řešíte specifický úkol v oblasti testování materiálů, který vyžaduje zakázkovou regulaci prostředí nebo pokročilé možnosti CT analýzy selhání , pojďme si promluvit.