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Click-CT: Modulare und kompakte Mikro-CT Messtechnik bis 0,3 μm

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Die Click-CT ist ein kompaktes Sub-Mikrometer (subμ) CT-System.

Die Click-CT ist ein, am Fraunhofer EZRT, entwickelter Sub-µ CT-Scanner. Durch seine kompakte Bauweise passt der Scanner auf einen Labortisch und bietet dabei zerstörungsfreie Charakterisierung von Materialien mit sub-Mikrometer 3D Auflösung. Die Voxelkante (Koordinatenraster) der Scans ist in 3 Stufen einstellbar: 0.3 µm, 0.6 µm und 1.6 µm; gescannt werden 2048³ Bildpunkte. Drei verschiedenen Detektorschirme können mit den 3 optischen Vergrößerungen kombiniert werden, um die Messung, je nach Material optimal zu konfigurieren. Typische Materialstärken betragen 2 mm für Kunststoff und Verbundwerkstoffe, 0.8 mm für Aluminium und 0.3 mm für Nickel, Titian und Stahl. Die Click-CT ist das perfekte Gerät zur Messung von Lang- und Kurzfasern, von Mikroporen, Zellstrukturen und Granulaten, Gefügen in Aluminium-Legierungen, sowie von Leiterbahnen in Silizium.

Der Röntgen-Mikroskop-Detektor

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Volumenwiedergabe von Grauwacke-Gestein (J. Tiedemann, TU Berlin), die Probe ist 2 mm dick (4 x Linse, 1,6 μm).

Das Messprinzip der Click-CT basiert nicht auf einer ultra-genauen Mikrofokus Röntgenquelle, sondern auf einem Röntgendetektor, welcher mikroskopische Digitalaufnahmen dünner Kristallszintillatoren macht, ein Prinzip, welches sehr wartungsarm ist und an Synchrotron-Quellen seit über 20 Jahren die besten Mikro-CT Scans der Welt produziert. Über einen motorisierten Revolver stehen drei Mikroskop-Vergrößerungen zur Verfügung: 20X, 10X und 4 (siehe Tabelle, für das entsprechende Pixelsampling und Sichtfeld). Die Kamera ist eine gekühlte Scientific CMOS mit sehr niedrigem Dunkelrauschen bei herausragender Quanteneffizienz. Vorfilter und Szintillatoren können bei Bedarf getauscht werden, falls eine spezielle Anwendung dies erfordert.

Automatisierte Bildverarbeitung

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Click-CT misst den Drift des Brennflecks in den Objektkoordinaten in situ und korrigiert automatisch die Rückprojektion.
  • Automatisches Scharfstellen der Linsen sowie Kalibration der Scan-Geometrie
  • Optimales Anwendungsspezifisches Signal-Rausch-Verhältnis dank automatischer Anpassung des Objekt-Detektor Abstandes
  • Bestmögliche 3D Volumenbild-Rekonstruktion dank Kombination Paganin-Phasenfilter und Wiener-Entfaltung (beide werden zusammen mit der gefilterten Rückprojektion angewandt)

Typische Anwendungen

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  • kurz- und lang-faserige Verbundwerkstoffe
  • 3D Gefüge metallischer Legierungen
  • Granulare Materialien und Schäume
  • Detektion mikroskopischer Poren, Risse, Delaminationen, …
  • Bestimmung von Holzarten (Dendrologie)
  • Aufbau von Partikelfiltern und Katalysatoren
  • Kathoden- und Anodenmaterial von Lithium-Ionen-Batterien
  • Papierproben und Papierbeschichtungen
  • Biomaterialien, Knochen

Spezifikationen

Röntgenquelle

  • 40kV – 150kV Beschleunigungsspannung
  • 4W – 75W Leistung

Abmessungen

  • L x B x H (in mm) = 900 x 630 x 600

Mikroskop-Röntgen-Detektor

  • motorisierte 4-fach, 10-fach und 20-fach Mikroskopobjektive
  • 1µm -20µm Szintillatordicke (typische Dicke: 3µm, 6µm und 10µm, Material GGG:Ce)
  • 2048 x 2048 gekühlte sCMOS Kamera (Wasserkühlung empfohlen)

Software

  • Schrittweise oder kontinuierliche Rotation möglich
  • Automatisierte Kalibrierung der Mess-Geometrie und des Detektors
  • In-Situ Korrektur des Spot- und Intensitäts-Driftes
  • Phase-Retrieval für Multi-Material-Proben
  • Sichtfeld-Erweiterung möglich (bei 180° Scan)