Jakou Roli Hrají Rentgenové Paprsky V Průmyslu

Přesně před 125 lety objevil Wilhelm Röntgen paprsky pojmenované po něm - experimentoval s katodovými paprsky v době, kdy si v laboratoři všiml zářícího kusu papíru: papír byl potažen materiálem, který zářil ultrafialovým světlem a pod katodovým zářením. „Rentgenové paprsky“, jak nazýval svůj objev, mohly proniknout do měkké hmoty a brzy vedly k průlomu v lékařské diagnostice.

Co je méně dobře známo: I dnes má průmysl z paprsků stále užitek. Ať už se jedná o zkoušky na high-tech plastech pro vozidla, analýzu krystalové mřížky ve slitinách kovů nebo testování nástrojů: rentgenový screening je nepostradatelným nástrojem pro zajištění kvality a vývoj inovací. V závislosti na oblasti použití se v průmyslovém výzkumu používají různé metody.

Najděte vzduchové kapsy s CT

Zatímco klasické rentgenové paprsky například odebírají kosti ze dvou směrů nebo rovin, průmyslový výzkum využívá jiné metody, jako je počítačová tomografie (CT), což je také běžné v medicíně, ve kterém stovky obrázků z různých směrů vytvářejí trojrozměrný obraz. Například jsou viditelné vzduchové kapsy v kovech nebo plastech.

Zjistit orientaci vlákna

„Pomocí rentgenového CT můžeme ilustrovat zarovnání skleněných vláken v kompozitních materiálech, což zase umožňuje vyvodit závěry o vlastnostech, jako je stabilita materiálů a spojových spojů,“vysvětluje Heinrich Leicht, odborník na CT v plastikářském centru ve Würzburgu (SKZ).

„Materiálový kontrast v CT obrazech umožňuje reprezentovat vlákna v objemu. Algoritmy nás podporují v kvantifikaci a vizualizaci orientace vláken, například ve falešných barevných reprezentacích, “vysvětluje Leicht. Znalosti získané tímto způsobem poskytují cenné informace, například pro vozidlo nebo pro stavebnictví, kde vysoce kvalitní plasty, často kombinované například se skelnými vlákny, jsou důležitým materiálem.

Viz atomová struktura látek

Zatímco rentgenové CT používá k zobrazení struktur různé struktury prvků v atomovém jádru, rentgenová difraktometrie dokonce odhaluje atomovou strukturu látek.

Co je rentgenová difraktometrie?

Uspořádání atomů v krystalové struktuře může být stanoveno pomocí rentgenové difraktometrie. To využívá skutečnosti, že rentgenové paprsky jsou vychylovány - difrakčně - v rovinách hustě nabitých atomy, protože rentgenové paprsky mají stejně jako jiné elektromagnetické vlny stejné difrakční jevy jako světlo.

Vezměte například uhlík: jako diamant je to jedna z nejtěžších známých látek, ale jako grafit je oblíbeným mazivem. Rozdíly v krystalové struktuře samozřejmě nejsou vždy tak zřejmé jako v uhlíku.

"To se týká mnoha kovů a jejich sloučenin, jako je ekonomicky velmi důležitý oxid hlinitý s jeho - v závislosti na krystalové struktuře - velmi vysokou odolností proti opotřebení," vysvětluje Dr. Andreas Richter z Výzkumného ústavu pro drahé kovy a chemii kovů (FEM). Atomová struktura spojení je často rozhodující pro jejich vhodnost jako povrchový materiál v high-tech aplikacích, například v elektrickém nebo automobilovém průmyslu. „V MKP provádíme výzkum například nových nátěrů pro efektivnější palivové články, fasád pro odbourávání dusíku nebo zkoumání reakcí uvnitř baterií,“vysvětluje Richter.

Znalosti jsou konkurenční výhodou

Zůstaňte v obraze: S naším zpravodajem vás redaktoři stavební praxe vždy informují v úterý, pátek o tématech, novinkách a trendech z oboru.

Přihlaste se nyní!

Rentgen ve strojírenství

Výzkumná asociace pro nástroje a materiály (FGW) z Remscheidu ukazuje, jak může být rentgenové záření použito konkrétně při konstrukci strojů a nástrojů. Vezměte například kotoučovou pilu: „Při výrobě dobrých pilových listů hodně záleží na správném zavedení napětí a stlačení. Pouze správná napětí umožňují hladký a plynulý chod nástroje, “vysvětluje vedoucí oddělení FGW Dr. Christian Pelshenke.

Jeho výzkumný tým měří takové napětí tím, že nechá rentgenové paprsky proniknout do kovových nástrojů a změřit chování paprsků. Výsledkem je křivkový diagram na monitoru, ze kterého lze odvodit prohlášení o dynamických vlastnostech komponent.