Microscopie 3D aux rayons X (XRM)

SKYSCAN 2214

La Microscopie 3D aux rayons X à l’échelle nanométrique

La Performance ultime à votre disposition

herostageskyscan2214

Faits marquants

Puissance, résolution, champ de vue

300 x 400 mm
Est la plus grande taille d’échantillon qui peut être logée
Que l’échantillon soit grande ou petit, le SKYSCAN 2214 a la flexibilité de les numériser tous.
160 keV
De puissance pénétrante
Le changement rapide de filament pour passer d’un filament W à la plus haute pénétration ou d´un filament LaB₆ pour une résolution la plus élevée
<500 nm
De vraie résolution spatiale 3D
Il existe de nombreuses façons de définir la résolution, mais le plus important est la capacité de résoudre 2 fonctionnalités dans le modèle 3D résultant.

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SKYSCAN 2214 – La microscopie à rayons X à l’échelle nanométrique

Le nouveau nanotomographe à rayons X MULTISCALE SKYSCAN 2214 couvre la plus large gamme de tailles d’objets et de résolutions spatiales dans un seul instrument. Il ouvre des possibilités uniques pour l’imagerie 3D et la modélisation exacte des matériaux géologiques dans l’exploration pétrolière et gazière, des matériaux composites, des batteries Li, des piles à combustible, des assemblages électroniques, ainsi que des applications précliniques ex-vivo comme dans l’imagerie pulmonaire ou la vascularisation tumorale.

 

L’instrument permet la numérisation et la reconstruction non destructive en 3D de la microstructure interne d’objets aussi grands que >300mm de diamètre ainsi que la résolution sub-microns des petits échantillons.

 

Le système possède une source de rayons X de transmission « type ouverte» avec <0.5 microns de taille de point et une fenêtre de diamant. Il peut être équipé jusqu’à quatre détecteurs de rayons X pour une flexibilité maximale : panneau plat pour les grands objets, CCD refroidi de 11Mp avec champ de vision large, 11Mp refroidi CCD avec champ de vision moyen, CCD refroidi de 8Mp pour la résolution spatiale la plus élevée. La géométrie d’acquisition variable automatique et l´amélioration du contraste de phase permet la meilleure qualité possible en un temps de numérisation relativement court.

 

Le SKYSCAN 2214 est complété par le package 3D. Suite. Cette suite logicielle complète couvre la reconstruction accélérée par GPU, l’analyse morphologique 2D/3D, ainsi que la visualisation de rendu de surface et de volume.

Caractéristiques

Caractéristiques clés

Caractéristiques du SKYSCAN 2214

Source

Le SKYSCAN 2214 utilise une source de rayons X de dernière génération. Lla source offre une résolution spatiale réelle en dessous de 500 nm, une énergie à rayons X de 160 keV et une puissance de source jusqu’à 16 W. La source est pratiquement sans entretien avec un procédure de remplacement de filament pré-aligné extrêmement facile.

Le SKYSCAN 2214 dispose d’une source de rayon X nanofocus de type ouvert (pompé) avec une  fenêtre de diamant. Il produit un faisceau de rayons X avec une pointe d’énergie de 20 kV à 160 keV et est fourni avec deux types de cathodes. Les cathodes de tungstène (W) fonctionnent dans toute la gamme tensions allant jusqu’à 160 kV et fournissent une taille de point jusqu’à 800 nm. Les cathodes de hexaboride de lanthanum (LaB6) peuvent être utilisées pour accélérer les tensions de 20 kV à 100 kV et fournissent une taille de point du faisceau de rayons X plus petit que 500 nm pour atteindre la plus haute résolution en imagerie et en reconstruction 3D. Le modèle de résolution JIMA indique que les structures de 500 nm peuvent être facilement résolues.

Pour la stabilité à long terme de la taille du point focale et la position du point d’émission, la source de rayons X est équipé d’un système de refroidissement liquide contenant un re-circulateur qui assure la stabilité précise de la température du fluide de refroidissement.

Caractéristiques du SKYSCAN 2214

Détecteurs

Le SKYSCAN 2214 peut être équipé de quatre détecteurs à rayons X offrant une flexibilité ultime : trois caméras CCD avec une résolution et une champ de vue differént et un détecteur à panneaux plats de grande surface. Toutes les caméras peuvent être sélectionnés d’un seul clic de souris. Les différentes caméras CCD peuvent être rétro-monté à n’importe quel moment de la durée de vie du système.

Toutes les trois caméras CCD peuvent prendre les images en position centrale du faisceau et en deux positions compensatoires pour doubler le champ de vision. Les images des deux positions compensatoires sont automatiquement assemblées tenant compte du changement de position et des différences d’intensité possibles.

L´utilisation des détecteurs CCD avec des pixels de petites tailles permet d´étendre l’imagerie et la reconstruction 3D de grands objets à la haute résolution. La flexibilité intégré des détecteurs  permet d’ajuster le champ de vue et la résolution spatiale en fonction de la taille et de la densité de l’objet. Une reconstruction avancée à partir d’un volume d’intérêt fournit la numérisation de la partie sélectionnée d’un grand objet à haute résolution sans compromettre la qualité de l’image.

De plus le champ de vue peut être augmenté horizontalement et verticalement en combinant les positions de la caméra décalée et le mouvement vertical de l’objet.

Caractéristiques du SKYSCAN 2214

Plateformes in situ

Le plateau d´échantillon de haute précision du SKYSCAN 2214 supporte des objets de 300 mm de diamètre et 20 kg de poids. Le moteur de rotation à air comprimé permet une rotation rigoureuse des objets d´une très grande précision, et le plateau de micro-positionnement intégrée garantit un alignement parfait de l’échantillon.

Le SKYSCAN 2214 dispose d’une grande chambre d’échantillon facilement accessible pour permettre la numérisation des gros objets ainsi que le montage de plateformes facultatives. Beaucoup d’espace est également disponible dans la partie supérieur de la chambre pour l’équipement périphérique.

Les chambres de test d’essai de matériaux de Bruker sont conçues pour effectuer des expériences de compression jusqu’à 4400 N et des expériences de traction jusqu’à 440 N. Toutes les chambres de test communiquent automatiquement via la plateforme de rotation du système, sans avoir besoin de connexions de câble. À l’aide du logiciel fourni, planifier des expériences de scan peuvent être configurées.

Les chambres de chauffage et de refroidissement de Bruker peuvent atteindre des températures allant jusqu’à +80ºC, ou jusqu’à 30ºC en dessous de la température ambiante. Tout comme les autres chambres, aucune connexion supplémentaire n’est nécessaire, et le système reconnait automatiquement la presence de la chambre. À l’aide des chambres de chauffage et de refroidissement, les échantillons peuvent être examinés dans des conditions de temperatures non ambiantes, afin d’évaluer l’effet de la température sur la microstructure de l’échantillon.

Le SKYSCAN 2214 est entièrement compatible avec les plateformes de DEBEN. Avec l’adaptateur inclus, la plateforme DEBEN peut être simplement placée sur le plateau de rotation du SKYSCAN 2214.

Chambre de refroidissement
Plateforme d’essai de matériel
Plateforme Deben

Applications

Applications marquantes

SKYSCAN 2214 Applications

Fabrication additive

La fabrication additive, plus communément appelée impression 3D, permet la création de composants de structure externe et interne complexe. Contrairement aux techniques classiques qui nécessitent un moulage ou un outillage spécial, la fabrication additive permet la production économique aussi bien de pièces prototypes que de pièces de production en lots. Une fois terminé, la validation de la structure interne et extérieure est importante afin de s’assurer que le composant fonctionnera comme prévu. La XRM permet d’effectuer cette inspection de manière non destructive, donnant la détermination qu’un composant correspond ou non aux spécifications.

  • L‘inspection des vides internes pour la poudre piégée
  • La validation des dimensions externes et internes
  • La comparaison directe avec les modèles CAO
  • L‘analyse des composants mono et multi-matériaux
SKYSCAN 2214 Applications

Fibres et composites

La combinaison de matériaux dans un composite peut résulter à une un matériau d’une solidité accrue tout en possédant un poids considérablement léger. La determination de l’orientation des sous-components permet d’optimiser ces propriétés. L’un des composants classiques utilisés corresponds aux fibres tells que les barres d’armature en acier dans le béton, les fibres de verre dans les composants électroniques ou les nanotubes de carbone dans les matériaux d’aviation. La XRM permet l’inspection non destructive des fibres et des composites sans avoir besoin de sectionenr le matériau, aucune preparation de l’échantillon est nécéssaire.

  • L‘orientation des objets incorporés
  • La quantification de l’épaisseur de la couche, de la taille des fibres et de la séparation
  • Les tests de température et des propriétés physiques in situ avec les chambres d’analyse en accessoire.  
SKYSCAN 2214 Applications

Géologie

L’étude des spécimens géologiques, qu’il s’agisse d’un échantillon profondément sous la surface ou une roche posée sur le sol, offre des information très riches sur la formation du monde qui nous entoure. L’analyse nécessite souvent la destruction de l’échantillon vierge, en supprimant la provenance des structures internes. La XRM donne une vue sur l’ensemble de l´échantillons sans nécéssité de le sectionner, ce qui permet d´obternir rapidement un résultat et la possibilité d´éffectué l’analyse.

  • Visualisation 3D codant en couleur la densité de l’intérieur du spécimen
  • Visualisation du réseau poreux
  • Section numérique permettant des méthodes d´analyses standards des applications géologiques

Spécifications

Spécifications SKYSCAN 2214

Fonction

Spécification

Avantage

 Source de rayons X

20-160 kV

16 W max.

Filament échangeable par l’utilisateur

Optimisé pour une puissance maximale (W) ou une résolution maximale (LaB6)

Fenêtre en diamant rotatable pour une durée de vie maximale

Détecteur de rayons X

Panneau plat de 6 Mp de pixels actifs

Grand format refroidi CCD de 11 Mp

Mi format refroidi CCD de 11 Mp

Haute-res refroidi CCD de 8 Mp

La variété des tailles de pixels et des détecteurs permet l’équilibre entre la résolution du détecteur, la couverture et les statistiques de comptage

Disponible avec 1, 2, 3 ou 4 détecteurs

Mise à jour du champ possible à l´ajout de détecteurs au préalable

Formats d’image

Jusqu’à 8000 x 8000 x 2300 pixels en une seule analyse

La taille d’image sélectionnable par l’utilisateur permet l’ajustement de la taille du jeu de données en fonction de la résolution désirée

Le logiciel permet la réduction des donées après son acquisition

Résolution

60 nm pour la plus petite taille de pixel
Résolution à faible contraste de 500 nm (10 % MTF)

Contrôle graphique simple pour optimiser la résolution de l’analyse en fonction de la distance du détecteur, de l’échantillon et du détecteur sélectionnés

Taille de mise au point de la source réglable pour équilibrer la puissance et la résolution maximales

Précision de positionnement

<50 nm pour la rotation
Plate-forme de granit anti-vibration avec nivellement pneumatique

Plateform d’échantillonnage montée sur pallier à air fournit une rotation précise

Montage des pièces d’échantillon simple grâce au système de serrage

Interface mécanique et électrique pour les étapes avancées de recherche sur les matériaux

Taille maximale de l’objet

300 mm de diamètre (taille de balayage de 140 mm)

400 mm de longueur

Poids maximum de l’objet 20 kg

La puissance et la chambre adaptés pour numériser de grands échantillons

Positionnement précis de petits échantillons près de la source pour maximiser le grossissement

Dimensions L 1800 mm x D 950 mm x H 1680 mm

Poids: 1500 kg

Conçu efficacement pour optimiser l’utilisation de l’espace de laboratoire

Accès d’entretien de la source par la grande porte coulissante imbriquée

Logiciels

POSITION, SCAN, RECONSTRUCTION ET ANALYSE

Logiciel XRM

Les solutions XRM de Bruker incluent tous les logiciels nécessaires à la collecte et l’analyse des données. Une interface utilisateur graphique intuitive ayant des parametres d’optimisation qui tend à guider et aider l’utilisateur qu’il soit experts ou novices. En utilisant les derniers algorithmes ressourcés par GPU, le temps de reconstruction est considérablement réduit. CTVOX, CTAN et CTVOL se combinent pour former une puissante série de logiciels pour l’analyse qualitative et quantitative des modèles.

Logiciel d’acquisition :
SKYSCAN 2214 – Contrôle des instruments, planification et collecte des mesures

Logiciel de reconstruction :
NRECON – Transforme les images de projection 2D en volumes 3D

Logiciel d’analyse :
DATAVIEWER – Pour l´inspecte tranche par tranche des volumes 3D et l´enregistrement des images 2D ou 3D
CTVOX – Pour la visualisation réaliste par rendu en volumique
CTAN – Pour l´analyse et le traitement d’images 2D ou 3D
CTVOL – Pour la visualisation des modèles de surface à exporter pour le  CAO ou l’impression 3D

 

Webinaires

Support

Service & Support

Nous fournissons :

  • Assistance technique par des professionnels du dépannage hautement qualifiés, pour isoler et résoudre les problèmes matériels et logiciels
  • Service d’instruments distants basé sur le Web pour le diagnostic des services et la prise en charge des applications
  • Support de réalité fusionné – un ingénieur virtuel à vos côtés ( vidéo )
  • Maintenance planifiée, selon vos besoins
  • Service de réparation et d’entretien sur site
  • Disponibilité des pièces de rechange généralement pendant la nuit ou en quelques jours ouvrables dans le monde entier
  • Services de conformité pour la qualification des installations, la qualification opérationnelle / la vérification des performances
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