Анализ порового пространства

Чаще всего пористость в металлах является следствием процесса кристаллизации. У большинства из них при затвердевании уменьшается объем, возрастает плотность и в результате образуются пустоты. Среди чистых металлов есть только одно исключение из этого правила – висмут.

Зная расположение пор, их количество и размеры, можно прогнозировать поведение изделия во время эксплуатации. Кроме того, такая информация дает возможность вносить изменения в технологию изготовления металлических изделий для уменьшения количества пор.

На что могут влиять поры в материале

Поры могут ухудшать прочность и коррозионную стойкость материалов, но иногда они оказываются полезны. Например, если речь идет о биотехнологичных продуктах, которые востребованы в фармацевтике и медицине: артериальных протезах, имплантатах, фильтрах или повязках. Так, если в имплантатах поры меньше определенного размера, они будут препятствовать росту кровеносных сосудов во время восстановления тканей.

Для каких материалов анализ пористости особенно важен

Сейчас активно развивается направление порошковой металлургии. Таким способом получают, например, пенометаллы. Фактически они представляют собой частицы металла, нанесенные на полимерный каркас. Пористость пенометаллов достигает 95 %, а их плотность в несколько раз ниже аналогов, полученных литьем. При сопоставимых механических характеристиках использовать пенометаллы однозначно выгодней отливок, поэтому так важно иметь точные данные об их структуре.

Одним из наиболее ответственных этапов изготовления материалов в этом случае считается спекание, во время которого формируется контактная зона между частицами. При этом на физические и механические свойства пенометаллов напрямую влияют показатели пористости, а не параметры взаимодействия спекаемых частиц. Поэтому для таких материалов анализ порового пространства особенно важен.

Какими способами можно исследовать пористость материала

Есть несколько способов исследования пористой структуры материалов. Так, в биотехнических областях используют жидкостную экструзионную порозиметрию, пермеаметрию, ртутную порозиметрию и другие методы. Для исследования металлических объектов чаще всего задействуют ультразвуковую дефектоскопию и рентгенографию. Промышленная томография по возможностям превосходит любой из перечисленных способов.

Преимущества томографии для анализа порового пространства

Используемые до недавних пор методы исследования объектов позволяют выявить поры и определить их размеры в одном или нескольких сечениях, но не дают возможности с высокой точностью определить их величину и распределение по всему объему изделия или детали. Если говорить о порошковых материалах, то для описания процессов их спекания использовались только теоретические модели.

Представленные у нас промышленные томографы немецкого производителя diondo GmbH позволяют изучить внутреннюю структуру образцов, имеющих форму любой сложности. В зависимости от решаемых задач результаты можно получить в виде плоского изображения или объемной модели. По чувствительности и точности работы с томографами не может сравниться ни один другой вид лабораторного оборудования.