ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 220 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ оказался мощнейшим инструментом, позволяющим выявлять особенности строения материалов на разных масштабных уровнях. За период чуть больше 100 лет специалистами предложены десятки методов исследований, основанных на использовании рентгеновского излучения. В большинстве аналитических приборов в качестве источников излучения используются рентгеновские трубки. Таких приборов, выпущенных в различных странах, огромное количество, оценить которое весьма проблематично. Особый вид дорогостоящего и по многим параметрам уникального аналитического оборудования составляют ускорители частиц и специализированные источники синхротронного излучения. Синхротронное излучение (СИ) представляет собой электромагнитные колебания, создаваемые ультрарелятивистскими электронами при их движении по криволинейной траектории под действием магнитного поля. При движении по круговой орбите излучение имеет распределение интенсивности в виде конуса с углом расхождения ɣ–1 = E/mc2 рад. Максимум мощности испускаемого излучения приходится на частоту: 3 max 2 3 2 E mc Гц, где max – частота излучения; E – полная энергия электрона; m – масса электрона; c – скорость света. Изменением траектории движения электрона можно варьировать максимум излучения в широком диапазоне электромагнитной шкалы. Синхротронное излучение обладает высокой степенью линейной поляризации в плоскости орбиты электрона и большей интенсивностью по сравнению с излучением рентгеновских трубок [1]. Первыми источниками СИ были ускорители заряженных частиц, при работе которых синхротронное излучение является «паразитным». По мере выявления достоинств синхротронного излучения и увеличения числа задач, решаемых с его использованием, оказалось, что имеет смысл создавать специализированные источники СИ, в которых анализируемое излучение является не «паразитным», а основным, полезным. Уникальные параметры СИ определяют его огромные преимущества по сравнению с другими источниками, в том числе с рентгеновскими трубками. Большие значения потока фотонов обеспечивают более высокое разрешение при эквивалентном времени экспозиции путем уменьшения размеров пикселей рентгеновских детекторов либо за счет изменения размеров пучка рентгеновского излучения. Одним из методов, основанных на использовании синхротронного или рентгеновского излучения, является компьютерная томография (КТ), позволяющая получать изображения сечений изучаемых объектов обработкой множества абсорбционных рентгенограмм. При реализации анализируемого метода компьютер обеспечивает работу источника рентгеновского излучения и обработку данных, зафиксированных детектором. К преимуществам использования синхротронного источника при данном способе визуализации изображений относятся параллельность лучей и высокие значения яркости излучения, что приводит к сокращению времени сбора данных и улучшению контраста при монохроматическом излучении. С использованием томографии можно получать трехмерные картины объектов для дальнейшего их анализа. Компьютерная томография показывает очень хорошие результаты при изучении компактных (изометричных) образцов. В то же время при реализации этого метода исследований проявляются некоторые ограничения. Во-первых, для обеспечения качества получаемых изображений необходим максимально возможный доступ к изучаемому объекту. Второе ограничение связано с тем, что для предотвращения чрезмерного поглощения излучения размеры объекта должны быть небольшими. При невыполнении указанных условий на изображениях проявляются артефакты в виде искажений, не соответствующих реальному объекту. С целью уменьшения количества артефактов, возникающих при реализации метода компьютерной томографии, образец должен быть вытянут на величину, меньшую чем эффективное поле зрения 2D-детектора во всех направлениях, перпендикулярных оси вращения. С учетом этого обстоятельства наиболее рациональным является анализ образцов цилиндрической формы [2]. Указанные проблемы могут быть решены при использовании метода ламинографии, а также томографии с ограниченным углом. В свою оче-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1