原位CT（In-situ CT）,，是將常規(guī)的顯微CT系統(tǒng)與多場耦合原位試驗(yàn)?zāi)K集成起來的新型表征手段,。

檢測時(shí),，將樣品置于專用原位樣品臺中，利用X射線斷層掃描技術(shù)對試樣在溫度場,、載荷等原位環(huán)境下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維分析,，從而將材料內(nèi)部的損傷演化過程三維可視化。

實(shí)驗(yàn)室原位CT的結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 微米級動態(tài)無損表征

原位CT技術(shù)以其出色的微米級別分辨率,，能夠以非破壞性的方式觀察到復(fù)合材料中微裂紋,、孔隙分布等微觀特征，更全面地了解復(fù)合材料的組織和性能。

2.2 失效機(jī)理觀察

原位CT技術(shù)能夠觀察到復(fù)合材料在受力過程中的微觀損傷演化過程,，包括纖維-基體界面的脫黏,、纖維斷裂和拔出、纖維沿平面斷裂等微觀和宏觀層面的變化,。

碳纖維的三維結(jié)構(gòu)CT掃描結(jié)果

2.3 量化統(tǒng)計(jì)與分析

基于原位CT的檢測結(jié)果,，可以獲取局部和全局的纖維取向、纖維濃度,、偏離預(yù)定義參考取向,、分布等關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)參數(shù)，從而量化評估復(fù)合材料內(nèi)部損傷的程度,。

 碳纖維內(nèi)部量化分析

2.4 模擬服役工況

原位CT能夠模擬2000℃高溫,、20kN載荷、拉伸,、壓縮,、剪切等各種熱力耦合服役工況，幫助研究人員更好地了解復(fù)合材料在不同服役工況下的性能表現(xiàn),。

微曠科技高性能顯微CT XLAB-2000

近年來，原位CT技術(shù)憑借其具有非破壞性,、能夠動態(tài)記錄失效過程等優(yōu)勢逐漸受到復(fù)合材料研究領(lǐng)域的青睞,。

江蘭馨等采用了來自微曠科技的高性能X射線顯微CT XLAB-2000和原位裝置對實(shí)驗(yàn)室制備的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）和C/GFRP兩種試樣在拉伸過程中的不同點(diǎn)進(jìn)行了原位μCT掃描，研究了孔隙率,、空隙分布和損傷演化速率^[1],。

Watanabe等使用同步輻射X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描對碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的裂紋萌生和擴(kuò)展進(jìn)行了原位觀察^[2],。

微曠科技自研生產(chǎn)的高性能顯微CT和多功能原位裝置能夠模擬高溫拉伸,、壓縮、剪切,、燒結(jié),、腐蝕多種復(fù)雜工況，可實(shí)現(xiàn)高溫2000℃,、低溫-100℃,、載荷8.5t、燒結(jié)溫度 1300℃等環(huán)境,。為復(fù)合材料的研究提供高靈活性,、高質(zhì)量的解決方案。

案例展示：

（以下案例由微曠科技高性能CT中心檢測）

碳纖維的三維結(jié)構(gòu)CT掃描結(jié)果

碳纖維內(nèi)部缺陷提取