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Micro/Nano/工业 CT/原位CT
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仪器型号
skysCan2211/ZEISS Xradia520/NIKON XTH 225/320
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项目简介
计算机断层成像（Computed Tomography,CT）是一种使用X射线或γ射线照射物体并通过数学算法生成物体断层图像的成像方法。可以无需任何事先准备即可无损重建物体三维内部结构。主要体现以下几个测试模式：
（1）常规CT：主要实现三维结构的重塑；
（2）原位高温拉伸/压缩：研究样品在不同温度、不同加载力下，内部结构的演变过程，比如金属材料在高温拉伸下缺陷的变化情况；
（3）原位变温（高温）测试：研究样品在不同温度下，内部结构的演变过程。比如混凝土在高温条件下的胶结程度；
（4）原位热压烧结：研究样品在整个烧结过程中的致密情况，比如单粒粉孔洞的在烧结过程中不同阶段的孔隙情况。
CT成像原理：当X射线穿过样品时，样品内部的不同材质、孔洞、缺陷部分对X射线的吸收率不同，后端探测器接收到的信号不同，由此可以通过图像差异区分出不同的结构。CT技术（计算机断层扫描技术）正是基于这一穿透性差异，在将样品旋转360°获得全方位切片投影图像后，利用重构算法将样品的内部结构三维可视化。
CT测试基本步骤如下图所示：
CT测试常规操作视频链接：CT测试常规操作步骤
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结果展示
提供的数据包括以下内容：
（1）几十或几千张原始二维切片图，格式一般为TIFF格式，即扫描过程的真实投影；
（2）三维重构文件，文件格式为raw文件，可以用Avizo\Dragonfly\VG等软件直接打开查看、数据处理；
（3）每个方向给1~2张左右的三维图，也可自行将数据导入Avizo/Dragonfly/VG等后处理软件自行处理截取想要的三维图）。
（4）测试过程参数，可用TXT文本打开。
（5）不同的仪器导出的数据格式会存在些许差异，请以收到的测试结果为准。如需数据处理需要收取额外的费用，以下展示几种经过数据处理后的结果。
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常规CT扫描-聚丙乙烯包裹气凝胶
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原位常温压缩CT扫描
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原位高温拉伸CT扫描-TC4钛合金600℃高温拉伸试验
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原位烧结CT扫描-200μm粒径铝粉450℃热压烧结实验
常见问题
1. 分辨率的数值=能看清楚多大的特征结构？
并不能简单划等号，但存在一定的比例关系，例如您想要看清样品中存在 X μm大小的特征结构，则设备的分辨率需要达到 X÷3 μm左右，才能成功表征。反之，若针对您的样品，设备可以实现最低 Y μm的分辨率，则在成像结果上可以看清样品内 3*Y μm左右大小的特征结构。
2. 分辨率由哪些因素决定，设备的最佳分辨率是0.5 μm，我的样品也可以实现0.5 μm分辨率吗？
能实现多高的分辨率，是结合样品密度、样品尺寸、扫描时间、设备能力的综合结果，极限分辨率也意味着极限的样品密度、极限的样品尺寸、最长的扫描时间，所以适度抉择。
3. 样品的密度、尺寸与分辨率有什么关系
X射线CT是基于穿透性成像的，在管电压恒定情况下，样品密度越高，穿透越难，成像效果越差。在样品密度恒定的情况下，样品尺寸越大，导致穿透难度增加，成像效果越差。
4. 是不是样品尺寸做小，就能有更好的成像效果？
是的，所以为了保证成像质量，请尽量把尺寸做的小一些，例如同一个材质样品，尺寸20mm最高分辨率只能实现20μm, 而尺寸5mm时最分辨率可以达到5μm。但对于高密度样品，例如密度＞8，超过了穿透能力，小尺寸也难以保证成像效果。
5. 高密度样品，做小尺寸，同时采用更高管电压的CT，是不是就可以实现高分辨率？
225KV的CT设备穿透性的确比160KV的CT设备好，能覆盖更广的密度范围，但同时意味着其射线源的焦斑大小变大，极限分辨率反而不如低管电压设备。
6. 原位CT是什么意思，是可以实时观察样品内部的结构变化吗？
并不准确，受限于X射线扫描成像的效率（最低也要10+分钟），所以原位CT并不是实时观测到样品内部结构演变，而是在达到选定的工况阶段时保持状态开始X射线扫描，扫描完成后加载到下一个阶段，直到选取的几个阶段扫描完成。
例如某个样品选取在1000℃环境下，0N，300N，700N，2kN四个拉伸阶段，则会在加载至1000℃稳定温场后开始加载拉力，每到一个阶段进行一次扫描，最终得到不同阶段的内部结构演变。
7. 高温原位CT的升温方式是什么，如何保证稳场的稳定性和安全性？
高温环境有接触式和非接触式两种升温方式，升温、扫描全程都为通过软件程序控制，仅在标记段实现目标温度，并可以进行真空气氛保护。经过实测，在样品外几厘米处温度已下降至常温，所以不会有安全性问题。
8. CT的结果数据是什么格式的，收到后该如何打开？
CT结果数据时是raw文件格式的数据，可以通过Avizo, Dragonfly, Vgstudio, ImageJ等商业化软件打开，数据的格式是位数+长度+宽度+高度，例如Slice16bit_w1088h1088z2205， 位数16bit， 长度1088，宽度1088，高度2205，单位是分辨率大小。
9. 原位烧结拍摄过程时是降温还是维持实验温度？
会采用空冷的降温方式，降至室温进行拍摄。
10. 原位烧结如何进行加热？
原位烧结目前采用的加热方式是 激光加热石墨坩埚传导加热。
