Радиофизики ТГУ разрабатывают новый метод выявления мельчайших дефектов в новых изделиях из полимерных композитов — легких, прочных, незаменимых в авиации, машиностроении, медицине и других сферах, где ценится сочетание надежности и минимального веса. У композитов есть одна особенность: исследовать их внутреннюю структуру крайне трудно. Она напоминает многослойный пирог. Попробовать просветить такой материал обычным рентгеном — почти то же самое, что разглядеть детали прозрачных стеклянных предметов, наложенных друг на друга. Ученые предложили использовать комбинированный анализ когерентного и некогерентного рассеянного рентгеновского излучения.
Проблема в том, что стандартная радиография строится на разнице в поглощении лучей. А легкие элементы — углерод, водород, кислород, из которых состоят полимерные композиты — слабо задерживают рентген. В итоге изображение получается размытым, а микродефекты — трещины, пустоты, отслоения волокон от матрицы — попросту не видны. Между тем именно такие скрытые изъяны часто становятся причиной поломок.
В новом методе при энергиях выше 30 кэВ начинает преобладать комптоновское рассеяние, и совместный анализ двух типов сигналов позволяет «подсветить» невидимые зоны. Фактически исследователи считывают не только уровень поглощения, но и характер взаимодействия лучей с микроструктурой. Это дает более контрастное изображение и помогает обнаруживать дефекты там, где раньше был сплошной туман.
В ближайшие годы метод проверят на модельных образцах и адаптируют для реальных производственных задач. Если технология подтвердит свою эффективность, российские компании получат точный инструмент для контроля качества полимерных композитов — ключевых материалов для авиации, машиностроения и медицины.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Томске создали композит с широкой полосой радиопоглощения.
