木材中内部无损检测方案(工业CT)

LAAN-A-ND018 Application No.N128News岛津SHIMADZU用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行行：2016年12月400-650-0439 利用微焦X射线 CT系统 inspeXioSMX-100CT 观察木材 木材作为与生活相关的材料，自古以来就被很多人利用。它具有广泛的用途，例如建筑材料、家具、餐具、乐器和纸张等。此外，根据每种用途选择了合适的树种并对材料进行了处理。近年来，利用建筑材料的阻燃处理等化学手段赋予价值的研究也很盛行。 另一方面，木材与金属制品相比结构复杂，并且个体之间存在很大差异。因此，评价内部结构对于保证产品的性能和质量来说是很重要的。X射线 CT 观察是这些评价方法的其中之一，该方法可以在不破坏样品的情况下分析和评价复杂的内部结构。 本文将介绍使用微焦×射线 CT系统 inspeXio SMX-100CT拍摄木材的案例。 T. Hashimoto 图1微焦X射线CT系统 木材的观察 作为本次观察的木材，准备了山毛榉、榉树、紫檀。这些木材被广泛用于家具材料、建筑材料、餐具、佛教用具等。每种木材的硬度都有其特点，但由于重量、加工性、外观存在差异，所以用途有所不同。 图2显示了实际观察到的木材。3个树种所拍摄样品的尺寸统一为5mm×20mm×200mm。 图2山毛榉、榉树、紫檀的外观 图3是山毛榉的MPR图像。MPR图像是从多张CT图像中显示任意截面的图像，可以观察横截面图像(左上)、正交的纵截面图像(右上，左下)。另外，密度比重越大的部分，图像越白。从这个图像中，可以看到显示1年间成长的年轮、负责水分传导的导管、完成养分等的传导和储存的放射组织。右下角是另外拍摄的高倍率图像，可以观察到放射组织的形状和木质部分组织中的细孔等细微的构造。 图3山毛榉的MPR图像 图4榉树(左)，紫檀(右)的MPR图像 图4同样是榉树、紫檀的MPR图像。3个树种都是阔叶树种，在这一点上是共通的，但是各组织的形态、分布有很大的不同。此外，即使在同一个体内，内部结构也不均匀，并且根据年代和成长环境而出现差异。 图5榉树(上)，榉树(左下)，紫檀(右下)的VR图像 图5显示了各树种的3D图像。可以更直观地了解各组织的结构和分布。截面观察和立体图像观察也可以通过扫描电子显微镜进行，但是需要进行观察预处理(样品切削、金属成膜等)。X射线 CT的特征是可以轻易对任意部位虚拟切割进行观察。 图6紫檀木质部分与传导部分的分离 在图6中，紫檀材料是对导管内部的空间(水分的通道)着色并与木质部分分开显示的。这样，可以在3D图像中提取没有物质的部分，也可以选择性地显示内部所含的空隙和夹杂物。 图7纤维取向分析 图7是基于山毛榉材料的数据通过软件进行纤维取向分析的结果。纵向取向的部分以蓝色显示，横向取向的部分以红色显示。从该结果可以看出，以红色显示的放射组织相对于以蓝色显示的木纤维正交取向。。一般来说，不仅限于木材，纤维复合材料的纤维取向会影响力学性质、导电性、导热性等物理性质，因此进行三维分析对于材料的开发和制造是很重要的。 结论 使用 inspeXio SMX-100CT对木质材料的内部结构进行无损观察，利用非破坏性观察这一特征，通过对同一样品进行破坏性试验和各种物质的吸附试验、组成分析等，可以相互关联地评价结构和材料的物理性质。今后，从材料研究到文化财产的修复，这种分析方法有望在越来越多的领域中应用。 ( 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ) ( http：//www.shimadzu.com.cn ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 木材作为与生活相关的材料，自古以来就被很多人利用。它具有广泛的用途，例如建筑材料、家具、餐具、乐器和纸张等。此外，根据每种用途选择了合适的树种并对材料进行了处理。近年来，利用建筑材料的阻燃处理等化学手段赋予价值的研究也很盛行。另一方面，木材与金属制品相比结构复杂，并且个体之间存在很大差异。因此，评价内部结构对于保证产品的性能和质量来说是很重要的。X射线CT观察是这些评价方法的其中之一，该方法可以在不破坏样品的情况下分析和评价复杂的内部结构。本文将介绍使用微焦X射线CT系统 inspeXio SMX-100CT拍摄木材的案例。