[发明专利]基于工业CT的多孔材料孔隙率的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种基于工业C孔材料的孔隙率检测方法，具体为采用工业CT扫描获得多孔样件的DR图像，然后重建多孔材料的三维模型，通过VGStudio MX软件获取多孔材料的总体积和孔隙体积，通过公式孔隙体积/样品体积x100%得到样品的孔隙率。

技术领域：

本实发明涉及一种多孔材料的孔隙率检测方法，尤其涉及基于工业CT的多孔材料孔隙率的无损检测方法。

背景技术：

多孔材料作为一种兼具功能和结构双重属性的性能优异的新型工程材料，在冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药、医疗器械等行业得到了广发应用。例如多孔材料可用于吸能减震、消音降噪，如用于汽车的防冲板，用作滤音器；多孔材料可用于将气体或液体进行过滤与分离，从而达到介质的净化与分离作用；多孔材料可用于热交换器，效率很高；多孔材料如多孔钛、多孔钽、多孔羟基磷灰石等可用作生物材料，如人工骨、牙齿等；多孔陶瓷可用作催化器载体，以促进反应；硬质聚氨酯泡沫塑料可用作隔热保温材料，广泛用于建筑节能；聚合物泡沫材料用作天线罩和无线电发射的外壳。

多孔材料尤其是多孔金属材料的性能与其孔的结构参数、如孔隙率、孔径、孔径分布、孔隙形貌、比表面积等最基本的参量有着直接的关系。其中多孔金属的孔隙率又是这些基本参数中的重要指标，是描述其微观结构最基本的特征，是研究其内部结构及控制其尺寸稳定的重要参数，直接影响其多种物理化学性能。

在现有技术中，检测多孔材料的孔隙率有以下几种方法：一、高压压泵法，是通过测量施加不同压力时进入多孔材料中的泵的量来进行表征的，由于高压压泵法中将泵入微细孔洞中需要很大的压力，有时可能将待测材料压碎；二、氮气吸附法，通过测定不同压力下材料对气体的吸附量，获得等温吸附线，应用适当的数学模型推算材料的孔隙，但是该方法仅适用于测量开孔，对于闭孔则无法测量；三、扫描电镜法，采用扫描电子显微镜拍摄多孔材料的SEM图像，并将得到的照片用图像处理模块打开及处理，选择合适的处理方法进行参数设置，并最终确定得到的结果，但是该方法仅能对小体积的样件进行测试，或者对于体积较大的样品进行局部采样测试，且该方法得到的材料的孔隙率不够精确和准确。

工业CT为(industrial computerized tomography)是指应用于工业中的核成像技术。其基本原理是依据辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性。同物质对辐射的吸收本领与物质性质有关。所以，利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线，在被检测物体中的衰减规律及分布情况，就有可能由探测器陈列获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式显示出来。工业CT广泛应用在汽车、材料、铁路、航天、航空、军工、国防等产业领域，为航天运载火箭及飞船与太空飞行器的成功发射、航空发动机的研制、大型武器系统检验与试验、地质结构分析、铁道车辆提速重载安全、石油储量预测、机械产品质量判定等提供了的重要技术手段。

但目前为止，还未发现有人采用工业CT对多孔钽的孔隙参数进行检测，究其原因，首先在于多孔钽的应用还不广泛，现有的钽多应用在电子、冶金、钢铁、化工等领域，如钽电容、钽锭、钽粉等，这些产品主要是利用钽的熔点高、蒸气压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数大等优点。但这些产品并未将钽制作成多孔状。所以也并不存下对钽的孔隙参数的检测。其次在于，目前有极少部分的研究人员将多孔状的钽用在医疗领域，但是仅仅是实验室小试阶段，并未真正推广，而对于钽的孔隙检测也并未展开研究，仅仅采用现有测试其他多孔材料的方法进行检测，然而正如前述所述的，现有的检测方法除了有损外，还有检测结果不够精确或准确等缺陷，而能够准确或精确地检测多孔钽的孔隙参数对其应用在医疗领域具有极大的必要性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种准确且无损检测多孔材料孔隙率的方法。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：基于工业CT的多孔材料孔隙率的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：启动工业CT装置系统；