Rentgenové záření

Průmyslová mikropočítačová tomografie je etablovaná analytická metoda pro technické a přírodovědecké aplikace, ale je stále častěji využívána také k analýze uměleckých děl a kulturních statků. Je ideální metodou pro zobrazení vzduchových bublin či vměstků, trhlin a jiných forem materiálové nehomogenity uvnitř objektů libovolného tvaru. Mikropočítačová tomografie umožňuje nedestruktivní trojdimenzionální diagnostiku objektů s vysokým prostorovým rozlišením.

Fraunhofer IKTS disponuje Mikro-CT zařízením, které je vždy podle požadavků zákazníka přizpůsobeno dané úloze. Díky tomu mohou být analyzovány jak velmi malé komponenty, jako jsou elektronické součástky, tak velké objekty, jako jsou umělecké předměty či fosilie.

Technické detaily

• Rentgenová trubice s mikrofokusem, 225 kV
• Plošný detektor s rozlišením 2048 x 2048 px
• Skutečné rozlišení: max. 1 μm
• Velikost vzorků: max. 60 cm (v nejširším místě)
• Váha vzorků: max 6 kg

Oblasti aplikace

• Vývoj materiálů a produktů pro elektronický průmysl a medicínskou techniku
• Testování dílů masové výroby
• Analýza archeologických nálezů a uměleckých předmětů

Rentgenová laminografie s vysokým rozlišením (High Resolution Computed Laminography, HRCL) je nově vyvinutá metoda rentgenové tomografie na Fraunhofer IKTS. Tato technologie umožňuje nedestruktivně a s vysokým rozlišením analyzovat malé části obzvláště velkoplošných a planárních MID (Molded Interconnect Devices). Díky pozměněné konstrukci a optimalizovanému rekonstrukčnímu algoritmu zkoumání desek s tištěnými spoji již nepředstavuje žádný problém – narozdíl od počítačové tomografie. Díky tomu je možné nedestruktivně analyzovat například řídící jednotky pro automobily nebo výkonnou elektroniku ale i vsazené elektronické systémy.

Technické detaily

• Rentgenová trubice s mikrofokusem 225 kV
• Plošný detektor s rozlišením 2048 x 2048 px
• Skutečné rozlišení: max 900 nm
• Velikost vzorků: max. 60 cm (v nejširším místě), při zkouškách částí dílů i větší vzorky
• Váha vzroků: max. 6 kg

Oblasti aplikace

• Rychlé zviditelnění trhlin v místech spojů elektronických komponent na jejich MID
• Diagnostika elektronických systémů zapuštěných v uhlíkových kompozitech

Rentgenová difrakce je metoda, kterou výzkumníci na Fraunhofer IKTS využívají k určování složení vícesložkových směsí. Rentgenové záření je ohýbáno (difrakce) na pravidelně uspořádáných strukturách jako jsou krystaly nebo kvazikrystaly, přičemž je měřen směr a intenzita difraktujících paprsků.

Kromě toho využívá Fraunhofer IKTS rentgenovou difrakci pro určení vlastních napětí pomocí metody Sinus2y. Při této metodě je daný vzorek vyklopen do odrazu kolem určité oblasti (Psi). Aby bylo možné určit vlastní napětí zkoumaného tělesa, je potřeba měřit ho na různých bodech, minimálně ale na extrémních částech jako jsou hrany, rohy a střed. Textura tělesa ovlivňuje výsledky mnoha metod. Metoda Sinus2y dokáže jako i jiné metody dodat spolehlivé výsledky pouze v případě, že je zkoumaná vrstva bez textury. Proto jsou v různých bodech zkoumaného objektu zaznamenávány pólové obrazce pro minimálně dva různé odrazy. Ze zjištěných peak-pozicí je následně možné dovodit vlastní napětí v objektu.

Oblasti aplikace

• Určování složení vícesložkových směsí a vlastního napětí v objektech při vývoji materiálů a produktů
• Studie pro zjištění příčin chyb v konstrukčních dílech

Řádkové detektory se používají hlavně k diagnostice zboží v pásové výrobě, kdy zboží putuje nepřetržitě po sobě po pásu, nebo pokud velikost objektu umožňuje osvětlení pouze ve formě proužku, aby bylo zamezeno nechtěné rozptýlení záření. Řádkový detektor L100, který byl vyvinut na Fraunhofer IKTS, je konstruován z jednotlivých obvodů podle zadání zákazníka tak, že umožněnuje cenově příznivou výrobu a různé konfigurace – a to také v libovolných velikostech. Kromě toho pracuje tento nový druh detektoru přímo konverzně. Tím výrazně stoupá rozlišení a rychlost oproti běžným detektorům. Navíc je díky detekci jednotlivých fotonů možné vyhodnotit energii rentgenových fotonů. To umožňuje uplatnění tzv. »Dual Energy«, kdy jsou materiály rozdělovány dle jejich složení.

Technické detaily

• Délka řádku: 102,4 mm
• Rozlišení: 100 μm
• Energetické rozmezí: 30 – 200 keV a 2 – 40 keV
• Rychlost zkoušky: až 50 m/s

Oblasti aplikace

• Zajištění kvality inline a klasifikace materiálu v:
• Potravinářekém průmyslu a farmacii
• Výrobě malých dílů a polotovarů/předvalků