Návrh in-situ komory je vždy rovnováhou mezi přesností, stabilitou, spolehlivostí a všestranností. Proto jsme zkonstruovali standardní In-situ BOX být co nejpřizpůsobivější a nejsnadněji integrovatelný. S rozměry pouhých 200 × 200 × 405 mm se snadno vejde do vaší skříňky pro mikro-CT 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 testováníkteré lze rychle přizpůsobit různým výzkumným oborům:
-
- Termální BOX: Pro tepelná zkouška a studování chování materiálů vyvolaného teplotou.
- Bateriový box: Pro bezpečné aktivní cyklování (nabíjení a vybíjení do 30 A).
Pro většinu laboratorních výzkumů představuje standardní rozsah regulace klimatu od -30 °C do +60 °C ideální optimální hodnoty. Umožňuje výzkumníkům simulovat mrazivé zimy nebo spalující pouštní horko, což usnadňuje studium pohybu kapalného elektrolytu v bateriových článcích nebo chování měkkých materiálů při tepelném namáhání.
Ale budme upřímní: věda málokdy zůstává v rámci “standardních” hranic.
Čas od času výzkumný cíl vyžaduje experiment, který zní méně jako standardní laboratoř a spíše jako křest ohněm. Když vaše testování vyžaduje extrémní prostředí za hranicemi našeho standardního rozsahu, nehledáme obcházecí řešení. Navrhujeme zakázková vysokoteplotní in situ CT řešení, jak toho dosáhnout.
Výzva: Inspekce kompozitů in-situ při vysokých teplotách
Polymery vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP) jsou superstars leteckého a automobilového průmyslu. Jsou neuvěřitelně lehké, směšně pevné a obvykle velmi odolné. Když se však zahřejí – konkrétně lokálně, jako v blízkosti sacího potrubí motoru, výfuku nebo během úderu blesku – věci se mohou rychle zvrtnout.
Pro provedení přesného analýza poruch pomocí CT abyste opravdu pochopili, jak tyto materiály selhávají, nemůžete je jen upéct v troubě a potom se podívat na popel. Musíte 4D CT skenování v reálném čase sledovat destrukci přímo uvnitř CT skeneru. To vyžaduje přesnou lokalizovanou kontrolu prostředí.
Pro tento specializovaný kontrola kompozitů, navrhli jsme vlastní vysokoteplotní in situ CT BOX s integrovaným specializovaným kontaktním ohřevem pro aplikaci teplotních ramp přímo na vzorek z CFRP při současném pořizování 3D CT snímků s vysokým rozlišením. Naším primárním cílem bylo mapovat strukturální degradaci od pokojové teploty (21 °C) až po silný tepelný stres při 450 °C.
Sledování tepelné degradace: Od selhání tmelu k delaminaci jádra
Vysokorozlišovací in-situ CT data, která jsme shromáždili, poskytují jasný, krok za krokem postupující obraz toho, jak intenzivní teplo systematicky rozkládá vzorek. Namísto toho, aby selhalo všechno najednou, můžeme sledovat, jak různé složky povolují při odlišných teplotních prazích:
21 °C | Výchozí stav
Při pokojové teplotě je kruhová karbonová tyč dokonale neporušená, pevná a obklopená tenkou vnější vrstvou tmelu/lepidla. (Všimněte si předem existující vlasové trhlinky uprostřed, která slouží jako perfektní značka pro sledování strukturálních změn v pozdější době.)
300 °C | Tmel “praská” (ale jádro drží)
Jak teplotu zvyšujeme na 300 °C, na obvodu pozorujeme dramatický jev:
-
- Vnější tmelová/lepicí vrstva zcela povolila a roztáhla se v obrovské dutiny připomínající balónky.
- Je zajímavé, že samotná uhlíková tyč zůstává v této fázi pozoruhodně stabilní – středová kruhová tyč a základní trhlina jsou prakticky totožné se skenem při 21 °C
450 °C | Delaminace jádra a pyrolýza matrice
Jakmile zvýší teplotu na 450 °C, samotné uhlíkové kompozitní jádro konečně dosáhne svého limitu. Můžeme pozorovat dvě hlavní strukturální změny:
-
- Skutečná delaminace: Sekundární, větvící se prasklina protnula jádro.
- Maticová pyrolýza a šum obrazu: Celkový sken při 450 °C vypadá výrazně zašuměnější a rozostřenější. Nejedná se o závadu na našem CT skeneru – je to přímý fyzikální důkaz pyrolýzy. Polymerní matrika (“lepidlo” držící uhlíková vlákna pohromadě) se při této teplotě aktivně rozkládá na plyn. Tyto unikající plyny vytvářejí tlak, který rozptyluje rentgenový paprsek a vytváří tento zřetelný vizuální šum přímo před našima očima.
Přineste nám své nejnáročnější experimenty
Ať už potřebujete materiál roztáhnout, stlačit, zmrazit nebo na něj působit přímým kontaktním tancem o teplotě 500 °C, vaše in-situ experimenty by neměly být omezeny sériovým hardwarem.
Modulární In-situ BOX jsme sestavili z určitého důvodu. Pokud máte specifický úkol v oblasti testování materiálů, který vyžaduje zakázkové řízení prostředí nebo pokročilé analýza poruch pomocí CT možnosti, pojďme si promluvit.