Millist Rolli Mängivad Röntgenikiired Tööstuses

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Täpselt 125 aastat tagasi avastas Wilhelm Röntgen tema nime kandvad kiired - ta tegi katseid katoodkiirtega, kui märkas oma laboris hõõguvat paberitükki: paber kaeti materjaliga, mis helendas ultraviolettvalguse käes ja katoodkiirguse käes. Röntgenikiirgus, nagu ta nimetas oma avastuseks, suutis tungida pehmetesse ainetesse ja viis peagi läbimurde meditsiinidiagnostikas.

Mis on vähem tuntud: ka tänapäeval on tööstuses endiselt kiired kasu. Olgu tegemist sõidukite kõrgtehnoloogilise plasti katsetamisega, metallisulamite kristallvõre analüüsiga või tööriistade katsetamisega: röntgenograafia on kvaliteedi tagamise ja uuenduste arendamise asendamatu vahend. Sõltuvalt rakendusalast kasutatakse tööstusuuringutes mitmesuguseid meetodeid.

Leidke CT abil õhutaskud

Kui näiteks klassikalised röntgenikiired võtavad luud kahesuunaliselt või tasapinnalt, siis tööstusuuringutes kasutatakse muid meetodeid, näiteks kompuutertomograafiat (CT), mis on levinud ka meditsiinis, kus sajad väga erinevatest suundadest pärit pildid loovad kolmemõõtmelise pildi. Näiteks muutuvad nähtavaks metallide või plastide õhutaskud.

Kiu orientatsiooni tuvastamine

"Röntgenkiirte CT abil saame illustreerida klaaskiudude joondamist komposiitmaterjalides, mis omakorda võimaldab teha järeldusi selliste omaduste kohta nagu materjalide stabiilsus ja liiteühendused," selgitab Würzburgis (SKZ) asuva plastikeskuse CT ekspert Heinrich Leicht.

Materiaalne kontrastsus CT-piltides võimaldab kiude lahtiselt esitada. Algoritmid toetavad meid kiu orientatsiooni kvantifitseerimisel ja visualiseerimisel, näiteks valede värvisätete puhul,”selgitab Leicht. Sel viisil omandatud teadmised pakuvad väärtuslikku teavet näiteks sõiduki või ehitustööstuse jaoks, kus oluline materjal on kvaliteetne plastik, mida sageli kombineeritakse näiteks klaaskiuga.

Vaadake ainete aatomistruktuuri

Kui röntgenkiirte CT kasutab struktuuride kuvamiseks aatomituumas elementide erinevat struktuuri, siis röntgendifraktomeetria näitab isegi ainete aatomistruktuuri.

Mis on röntgendifraktomeetria?

Aatomite paigutust kristallstruktuuris saab määrata röntgendifraktomeetria abil. See kasutab ära asjaolu, et röntgenikiirgus on painutatud - difrakteeritud - lennukitel, mis on tihedalt aatomitega täidetud, kuna röntgenkiirtel, nagu ka teistel elektromagnetilistel lainetel, on ka difraktsiooni nähtused samad, mis valgusel.

Võtke näiteks süsinik: teemantina on see üks tuntumaid aineid, grafiidina aga populaarne määrdeaine. Muidugi pole kristallide struktuuri erinevused alati nii ilmsed kui süsiniku puhul.

"See kehtib paljude metallide ja nende ühendite kohta, näiteks majanduslikult väga oluline alumiiniumoksiid, millel on - olenevalt kristalli struktuurist - väga kõrge kulumiskindlus," selgitab Dr. Andreas Richter väärismetallide ja metallkeemia teadusinstituudist (FEM). Ühenduste aatomistruktuur on sageli määrav nende sobivuse jaoks pinnamaterjalina kõrgtehnoloogilistes rakendustes, näiteks elektri- või autotööstuses. "FEM-is uurime näiteks tõhusamate kütuseelementide uusi katteid, lämmastiku lagunemise fassaade või uurime akude sisemisi reaktsioone," selgitab Richter.

Teadmised on konkurentsieelis

Hoidke end kursis: meie uudiskirjaga teavitavad ehitustavade toimetajad teid igal teisipäeval ja reedel teemadest, uudistest ja tööstustrendidest.

Telli nüüd!

Röntgenikiirgus masinaehituses

Remscheidi tööriistade ja materjalide uurimisühing (FGW) näitab, kuidas röntgenkiirgust saab kasutada spetsiaalselt masinate ja tööriistade ehitamisel. Võtke näiteks ketassaag: “Heade saelehtede tootmisel sõltub palju pinge ja surumise õigest sisestamisest. Ainult õiged pinged võimaldavad tööriistal sujuvalt ja tõrgeteta töötada,”selgitab FGW osakonna juhataja Dr. Christian Pelshenke.

Tema uurimisrühm mõõdab selliseid pingeid, lastes röntgenikiirtel tungida läbi metallitööriistade ja mõõtes kiirte käitumist. Tulemuseks on monitori kõveradiagramm, millest saab tuletada väiteid komponentide dünaamiliste omaduste kohta.