显微CT有多神？轻松“看透”材料内部结构，让材料“开口说话”

显微CT有多神？轻松“看透”材料内部结构，让材料“开口说话”

在材料科学和工程领域，对材料内部结构的深入理解对于新材料的开发和现有材料性能的提升至关重要。显微计算机断层扫描（Micro-CT）技术作为一种先进的成像工具，能够在不破坏样品的情况下，揭示材料内部的微观结构，包括孔隙率、裂纹、颗粒分布和相界面等。

显微CT以其高分辨率、非侵入性和多尺度分析能力，为材料结构、性能与失效机理的研究提供了全新的手段。本文将从显微CT的基本原理、技术特点及其在材料研究中的典型应用展开讨论。

显微CT的基本原理

显微 CT 技术利用 X 射线照射样品，通过探测器记录透射的 X 射线强度分布，再利用计算机算法重构出样品的三维内部结构。其独特之处在于能够在非破坏的情况下，提供高分辨率和全方位的三维图像。

显微 CT 结构示意图：射线源和探测器不动，样品台旋转

显微 CT 技术可以无损地提供详细的材料内部信息，包括：

• 结构信息：如直径、体积、表面积、圆度、连通性、空间分布......
• 密度信息：如空腔孔隙、元素轻重、成分分布......
• 三维模型：如有限元分析、3D 打印......

Neoscan 显微CT在材料研究中的应用

应用一：复合材料

显微CT技术在复合材料领域的应用至关重要，它提供了一种非破坏性的三维成像方法，使得研究人员能够详细观察和分析材料内部的微观结构，包括纤维分布、孔隙、裂缝、界面结合以及材料加工过程中的损伤和缺陷。这些信息对于优化复合材料的设计、提高其力学性能、确保质量和可靠性以及指导材料科学创新具有重要作用。通过显微CT技术，复合材料的内部特性得以清晰展现，为材料性能的预测、评估和改进提供了科学依据。

使用Neoscan N90 高分辨纳米CT以 168nm 体素尺寸扫描CFRP 碳纤维增强复合材料，内部结构清晰可见

使用Neoscan 高分辨显微CT以 860nm 像素大小扫描玻璃纤维增强复合材料，内部结构清晰可见

使用 Neoscan 台式显微CT扫描三维编织复合材料，可清晰展示其内部结构，观测内部孔隙分布与进行孔隙率计算，并提取空腔和各组分进行空间分布展示