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Microscopia de raios X 3D – microtomografia de alta resolução

A técnica de microscopia de raios X, ou microtomografia de alta resolução, vem se tornando uma ferramenta cada vez mais empregada na caracterização de estruturas tridimensionais em uma grande variedade de materiais. 

Trata-se de uma técnica de análise não destrutiva, de fácil preparação de amostra, com boa versatilidade em relação ao tamanho de amostra analisada, sendo possível investigar uma ampla gama de materiais, desde aqueles com baixo número atômico, como por exemplo amostras biológicas/biogênicas e polímeros, até materiais de maior densidade como rochas e ligas metálicas.

A arquitetura do microtomógrafo ZEISS Xradia Versa XRM-510 utiliza a combinação de feixe de foco micrométrico e ampliação de imagem em dois estágios: na primeira etapa, as imagens são ampliadas através de magnificação geométrica como em um microtomógrafo convencional; na segunda etapa um cintilador converte os raios X para luz visível e então amplia a imagem opticamente por meio de lentes de alto contraste. Esta característica reduz a dependência da ampliação geométrica e permite a obtenção de resolução submicrométrica em grandes distâncias de trabalho.

Microtomógrafo ZEISS Xradia Versa XRM-510

  • Fonte de raios X de 160kV com foco micrométrico
  • Detector de grande campo - macro 0.4X
  • Lentes de alta resolução e alto contraste – 4X e 20X
  • Câmera CCD de alta resolução – 2k x 2k px
  • Estágio motorizado de precisão com capacidade para até 15 kg
  • Tamanho máximo de amostra de até 100 mm
  • Campo de visão de 1 a 90 mm
  • Resolução espacial de 50 a 0,9 µm
  • Software ZEISS para aquisição, reconstrução e visualização de imagens em 3D
  • Estação de trabalho de alto desempenho para processamento de imagens com software Avizo 9.0 

Vantagens da técnica de microscoia de raios X 3D

  • Análise não destrutiva para investigação de estruturas tridimensionais
  • Imagens em diversas escalas para uma mesma amostra 
  • Flexibilidade de tamanhos de amostras e tipos de materiais
  • Contraste de imagem otimizado para materiais de baixo Z
  • Mínima necessidade de preparação de amostras
  • Estudo de amostras sensíveis ao vácuo
  • Aquisição das imagens e reconstrução de volume em curto espaço de tempo

Aplicações

  • Visualização de fraturas, trincas e fissuras 
  • Observação tridimensional de texturas
  • Determinação de porosidade, conectividade e distribuição de tamanho e forma de poros
  • Quantificação volumétrica de fases em sólidos e materiais particulados
  • Distribuição de tamanho e forma de partículas e grãos
  • Discretização de fibras, cargas minerais e outros materiais em compósitos
  • Visualiação de microestruturas internas que podem não ser observadas em técnicas de microscopia 2D como MO e MEV
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