Estudio tomográfico in situ de materiales por rayos X

Título original:

In-Situ X-ray Tomographic Study of Materials

Contenido del libro:

Este libro ilustra las apasionantes posibilidades que abre la tomografía computarizada de rayos X (TC) para seguir el comportamiento de los materiales en condiciones lo más parecidas posibles a las que se dan durante su fabricación o en funcionamiento. Los capítulos científicos seleccionados para este libro describen los resultados obtenidos utilizando dispositivos de sincrotrón o de laboratorio durante experimentos in situ o ex situ.

Caracterizan microestructuras a través de escalas de longitud que van desde decenas de nanómetros a unas pocas decenas de micrómetros. En esta colección, la TC de rayos X arroja luz sobre las propiedades mecánicas de los materiales de ingeniería, como las aleaciones de aluminio o magnesio, el acero inoxidable, el aluminio, los compuestos poliméricos o la espuma cerámica. En estos experimentos, la TC de rayos X es capaz de obtener imágenes y cuantificar los daños que se producen durante los ensayos de tracción, compresión, indentación o fatiga.

Por supuesto, la TC de rayos X también puede iluminar la estructura y el comportamiento de materiales naturales.

Aquí se aplica al hueso o a la nieve natural para estudiar su comportamiento mecánico, así como a materiales del sector agroalimentario. Su versatilidad queda ejemplificada por el análisis de temas tan diversos como la eliminación del aceite de oliva de las esponjas de cocina mediante exprimido y aclarado, hasta el efecto de los cambios de temperatura en la estructura del helado.

Algunos capítulos se centran en los cambios que se producen a lo largo del tiempo, a distintas temperaturas, niveles de humedad o presión, como en el caso de los tratamientos térmicos de las aleaciones de aluminio, el envejecimiento del hormigón o los procesos de espumado de la cerámica. En respuesta a los retos del cambio climático, se han intensificado las actividades de investigación sobre pilas. La naturaleza no destructiva y tridimensional de la TC de rayos X la han convertido en una herramienta muy valiosa para monitorizar su evolución durante los ciclos de carga y descarga, como ilustran algunas de las contribuciones.

También se tratan temas relacionados con el desarrollo técnico de la TC, por ejemplo, la TC helicoidal, la tomografía de contraste por difracción o el uso de agentes de contraste. También se discuten los efectos inducidos por la exposición de los materiales a la radiación de rayos X. Por último, se tratan aspectos relacionados con el postprocesado (por ejemplo, procedimientos para mejorar la reconstrucción de muestras que se mueven durante los ensayos in situ) y el análisis de datos (por ejemplo, la aplicación de la correlación digital de volúmenes (DVC), el análogo en 3D de la correlación digital de imágenes (DIC), y la comparación entre los experimentos in situ y las simulaciones de elementos finitos).

En conjunto, estos estudios muestran el arte de lo que es posible, las formas de seguir mejorando los métodos existentes y las posibilidades para el futuro en relación con el estudio tomográfico de rayos X in situ de materiales.