De acordo com uma pesquisa liderada por engenheiros da Universidade de Michigan, pela primeira vez, os pesquisadores podem estudar microestruturas com raios-X em qualquer laboratório padrão, incluindo metal, cerâmica e raios-X.
A nova estratégia produz dispersão de raios X 3D-que é também conhecida como 3 DXRD-IS também é facilmente acessível, permite que a academia e a indústria permita uma análise rápida de amostra e protótipo, além de oferecer mais oportunidades para os alunos.
As imagens 3D são reestruturadas usando raios-X tirados em vários cantos semelhantes à do CT 3 DXRD. Em vez de um dispositivo de imagem rotativo em torno de um paciente, algumas amostras de material com poucos meléias giram no estande da frente de um feixe poderoso com um raio-x cerca de um milhão de vezes mais do que um raio-x médico.
A enorme densidade de raios-X cria uma imagem micro-célula de pequenos cristais fundidos que produzem principalmente metal, cerâmica e conhecida como materiais policristalinos.
Os resultados ajudam os pesquisadores a entender como os materiais reagem à pressão mecânica, medindo milhares de cristais distintos, localização, orientação e tensão. Por exemplo, sob a contração, uma amostra do feixe de aço pode mostrar como os cristais reagem ao peso de um edifício, ajudam os pesquisadores a entender o desgaste maior.
A única vantagem dos síncrotrônicos foi produzir raios X adequados para 3DXRD, à medida que os elétrons fecharam os scads de raios-X, eles viajam por aceleradores de partículas circulares, que podem ser indicados em uma amostra posteriormente.
Quando o feixe de raios X do Síncrotron é feito de detalhes sofisticados, existem cerca de 70 benefícios em todo o mundo. As equipes de pesquisa devem manter as propostas do projeto juntas por “tempo de feixe”. Os projetos reconhecidos geralmente precisam esperar seis meses para realizar seu exame -que se limita a um máximo de seis dias.
Na tentativa de tornar essa estratégia mais amplamente disponível, a equipe de pesquisa trabalhou para criar um costume para criar o primeiro DXRD em escala de laboratório com a Manufacturing Proto. No geral, a máquina é do tamanho do banheiro residencial, mas pode ser menor na forma de um armário varrendo.
“Essa técnica nos fornece dados interessantes que eu queria criar coisas novas para os alunos esperarem os alunos sem esperar e pressionar o alto risco, altos prêmios e feixe de síncrotron”, Ashley, professor assistente de ciência e engenharia e engenharia mecânica, disse Ashley Bookak, colega da natureza.
Anteriormente, os dispositivos em pequena escala não podem produzir raios-X adequados para 3 DXRD porque, em um determinado momento, o cordão eletrônico bombeia tanta energia no ânodo-a superfície do metal que atinge a formação de raios-X. O Lab-3 DXRD ganha um ânodo de metal-metal-líquido que já é líquido à temperatura ambiente, permitindo que ele pegue mais energia e produz mais raios-X nessa escala do que uma vez.
Os pesquisadores usaram os três métodos para digitalizar a mesma amostra de titânio e colocar o projeto: LAB -3 DXRD, Syncrotron -3 DXRD e tomografia diferencial de laboratório ou estratégia labdic -Uma estratégia para criar uma estrutura 3D em 3D sem dados.
Lab -3 DXRD foi extremamente perfeito, com 96% dos cristais, com os outros dois métodos sobrepostos. Isso se saiu especialmente bem com mais de 60 micrômetros, mas alguns pequenos cristais perderam. Os pesquisadores observaram que a adição de detectores de cálculo de fótons mais sensíveis, que identificam os raios X usados para criar imagens, pode ajudar a capturar os melhores cristais granulares.
A equipe de pesquisa da Booksek pode tentar novos testes, com os parâmetros se preparando para um teste maior em um síncrotron.
“Lab -3 DXRD é como um ótimo telescópio de pátio, quando o telescópio Synchrotron -3 DXRD Hubble. Ainda existem situações em que seu Hubble é necessário, mas agora estamos bem preparados para este grande teste porque podemos tentar tudo antes”, disse Booksek.
Fora de testes mais acessíveis, o Lab-3 DXRD permite que os pesquisadores estendam os projetos para estender o limite de seis dias, o que é especialmente favorável ao estudar o carregamento do ciclo, reage repetidamente a milhares de ciclos.
Durante o estudo, o primeiro autor e o autor associado à Engenharia Mecânica, Seunghe Oh, agora trabalha no Departamento de Ciências de Raio-X no Aurgan National Labo.
O estudo é financiado pela National Science Foundation (CMMI -2142302; DMR -1829070) e pelo Departamento de Energia dos EUA (Prêmio D -SC 10008637).
Pesquisadores da Proto Manufacturing também contribuíram para este estudo.
O Labdice foi realizado para caracterização do Michigan Center for Materials.
Estudo: Tomando raios-X tri-dimensionais diferente (3 DXRD) no Laborotron para Laborator (doi: 10.1038/s 41467-025-58255555)
