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應(yīng)用分享 | 布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273檢測漏液5號標準堿性電池

更新時間:2024-12-25點擊次數(shù):418

在現(xiàn)代電子設(shè)備中,5號(AA)電池是比較常見的電池類型之一。它廣泛應(yīng)用于各種家用電器、玩具、遙控器以及其他便攜設(shè)備中。了解電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)對于提高電池的性能和安全性具有重要意義。

布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273作為一種高分辨率的無損檢測工具,能夠深入揭示電池內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和潛在缺陷。為了能夠使得檢測結(jié)果更具代表性,本文將詳細介紹應(yīng)用SkyScan1273表征漏液的標準5號堿電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗結(jié)果。 

實驗方法

1. 儀器簡介

布魯克SkyScan1273是一款先進的桌面型三維X射線顯微鏡,具有高分辨率和高對比度的成像能力。其主要特點包括:

高通量高功率:雖然是一款桌面型設(shè)備,但是其電壓可達130KV,功率為39W,且可放置直徑300mm,高度500mm的大樣品。

快速掃描:能夠在較短時間內(nèi)完成高質(zhì)量的三維成像。

無損檢測:無需破壞樣品,即可進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細觀察。

多模式成像:支持一系列不同的成像模式,以滿足多樣化的研究需求。 

2. 掃描參數(shù)設(shè)置

根據(jù)5號電池的尺寸和材料特性,設(shè)定合適的掃描參數(shù)。包括: 

3.結(jié)果與討論

如圖1所示,SkyScan 1273三維X射線顯微鏡通過AA電池和其結(jié)構(gòu)的各個組件提供了清晰的視圖,包括:正負極、集電體、金屬外殼等。

1、5號電池樣品結(jié)構(gòu)正交三視圖 

在重構(gòu)后的三維切片圖中,我們通常使用不同的灰度值表征不同的組分,在分析軟件中,我們可以根據(jù)灰度值不同進行閾值分割,用不同顏色表征電池結(jié)構(gòu)中不同的部分,如圖2


2、電池結(jié)構(gòu)不同顏色表征 

另外,將采集的切片圖數(shù)據(jù)集導(dǎo)入到三維體渲染軟件中,我們可以對樣品進行任意角度的旋轉(zhuǎn)以及“虛擬切割",以直觀觀察電池樣品內(nèi)部不同位置和各個角度的三維結(jié)構(gòu)(圖3),也可以將上一步基于閾值分割后提取出的感興趣區(qū)進行單獨的三維表征(圖4)。當然,我們也可以根據(jù)需求為不同的部分進行顏色編碼,使不同部分的三維結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生更強的對比與區(qū)分。

3、電池樣品某位置“虛擬切割"后的截面表征

4、提取感興趣區(qū)域—負極做單獨的三維表征

在本案例中,我們進行了進一步的工作,即將不同的部分進行“分割提取",并分別創(chuàng)建相應(yīng)的網(wǎng)格模型,導(dǎo)入相應(yīng)第三方軟件,以更為逼真的渲染方式將結(jié)果結(jié)構(gòu)表征出來。當然,我們也可以根據(jù)不同的需求,將這些網(wǎng)格模型導(dǎo)入到其他有限元分析軟件中去進行其他的分析。

結(jié)論

布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273在檢測5號(AA)電池中展示了其優(yōu)異的性能。通過高分辨率的三維成像,我們可以深入了解電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和潛在缺陷,為電池的性能優(yōu)化和安全性評估提供重要依據(jù)。三維X射線顯微鏡作為一種先進的無損檢測工具,在電池研究和開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

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