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研究生研究项目

多孔材料的x射线成像与性能表征

类型的程度
哲学博士
学院研究生院
工程与物理科学学院
截止日期

365bet体育这个项目

多孔材料被广泛用于执行一系列功能,如轻质承重, 影响保护, 能量吸收和隔热或隔音. 它们在包括航空航天和运输结构在内的各种应用中被发现, 保护镶板, 货物包装, 和绝缘.

多孔材料的性能取决于它们的制作材料,也高度依赖于多孔结构的详细几何形状. 具有随机结构的泡沫可以通过化学或物理吹制产生, 或者通过加入空心填充物来产生句法泡沫. 使用增材制造(AM)技术来控制材料沉积的位置,可以生产出更可控和有序的结构.

这些多孔结构的复杂性使得识别和预测泡沫的性能变得困难——泡沫的随机结构会导致性能和老化机制的不确定性, 而来自AM的更多受控架构仍然容易出现缺陷.

x射线计算机断层扫描(XCT)是一种功能强大的工具,可以实现体积成像,因此可以用于识别多孔材料的结构. 与造型结合使用, XCT的体积成像可以预测功能相关的材料性能.

高分辨率XCT成像可以生成孔隙几何图形的数字模型,并可以进行数值分析(例如.e. 有限元分析)来预测性能和行为. 然而, 这些高保真的图像和预测是耗时的, 昂贵的, 有时对于高密度材料和/或较大的部件(这两种材料都会导致高x射线衰减和差对比度)是不可能的。.

该项目旨在利用XCT成像来表征多孔结构, 开发预测材料性能和行为(如机械性能)的分析方法, 热, 和声学), 并对这些方法进行实验验证. 目标将是使用低分辨率的XCT图像实现这些预测,可以快速获得更大的部件或密度更大的材料. 它将利用增材制造的设施和专业知识(AM), 机械测试, 表征和365bet体育的μ -VIS x射线成像中心.

该工作将与英国政府防务组织密切合作进行,该组织是该项目的合作伙伴和赞助者. 该候选人将有机会支持和评估正在开发的用于最先进的国防系统的材料,该系统将遇到广泛的动态环境范围. 将有机会安置在赞助机构和未来就业的潜力.

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