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文檔簡(jiǎn)介
ICSXX.XXX.XX
CCSXXXX
團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
T/CSTMXXXXX—202X
鈦合金三維氫分布測(cè)定中子成像法
Titaniumalloys—Determinationofthree-dimensionalhydrogendistribution—
Neutrontomography
202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施
中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布
T/CSTMXXXXX—2020
引言
中子成像法，又叫中子計(jì)算機(jī)層析成像法，具有對(duì)氫元素靈敏、穿透性強(qiáng)、無損的優(yōu)點(diǎn)。它是利用
中子束穿透物體時(shí)，與原子核發(fā)生相互作用，通過中子束的衰減來反映樣品內(nèi)部信息的一種無損檢測(cè)方
法。鈦合金中不同氫含量會(huì)引起中子束不同程度的衰減，對(duì)含氫鈦合金試樣進(jìn)行三維中子成像，可獲得
三維的氫分布信息。通過建立中子圖像與鈦合金中不同氫含量的相關(guān)性曲線，可實(shí)現(xiàn)鈦合金中三維氫分
布定量測(cè)定，為鈦合金中氫的擴(kuò)散行為及影響機(jī)制研究提供新的方法及數(shù)據(jù)支撐，優(yōu)化鈦合金性能，促
進(jìn)鈦合金材料廣泛應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)為鈦合金中三維氫含量及分布的可靠測(cè)定提供技術(shù)規(guī)范。
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T/CSTMXXXXX—2020
鈦合金三維氫分布測(cè)定中子成像法
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使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。
1范圍
本文件規(guī)定了中子成像法測(cè)定鈦合金中三維氫分布及含量的方法。
本文件適用于熱處理或電化學(xué)充氫前后的鈦合金塊狀樣品中氫分布及含量測(cè)定，測(cè)定范圍為
0.004%—4.0%，氫分布的空間分辨率根據(jù)樣品尺寸在幾十微米~幾百微米。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，
僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本
文件。
GB/T12604.2無損檢測(cè)術(shù)語射線照相檢測(cè)
GB/T12604.8無損檢測(cè)術(shù)語中子檢測(cè)
GB/T12604.11無損檢測(cè)術(shù)語X射線數(shù)字成像檢測(cè)
GB/T12604.12無損檢測(cè)術(shù)語第12部分：工業(yè)射線計(jì)算機(jī)層析成像檢測(cè)
GB/T31363無損檢測(cè)熱中子照相檢測(cè)總則和基本規(guī)則
GB/T41123.1無損檢測(cè)工業(yè)射線計(jì)算機(jī)層析成像檢測(cè)第1部分：原理、設(shè)備和樣品
GB/T41123.2無損檢測(cè)工業(yè)射線計(jì)算機(jī)層析成像檢測(cè)第2部分：操作和解釋
3術(shù)語和定義
GB/T12604.2、GB/T12604.8、GB/T12604.11、GB/T12604.12界定的術(shù)語和定義適用于本文件。
4原理
中子成像法是基于透射成像原理：當(dāng)中子束穿透物體時(shí)，與原子核發(fā)生相互作用，通過透射中子束
的衰減來反映樣品內(nèi)部的信息。當(dāng)360°旋轉(zhuǎn)掃描樣品時(shí)，可得到不同角度的透射投影圖，經(jīng)過透射投
影圖像的重建，可獲得樣品三維分布信息。氫元素的中子衰減系數(shù)遠(yuǎn)大于鈦合金中其他元素，使得氫元
素引起的中子束強(qiáng)度衰減與鈦合金基體有明顯差異，使中子成像法獲得氫分布信息成為可能。鈦合金中
不同氫含量會(huì)引起中子束不同程度的衰減，在中子圖像中，氫含量引起的衰減可表征為不同的灰度值（或
偽彩色）。通過中子計(jì)算機(jī)層析成像，并建立中子圖像灰度值與鈦合金中不同氫含量的校準(zhǔn)曲線，可實(shí)
現(xiàn)鈦合金中三維氫分布的定量測(cè)定。本方法適用于使用不同類型中子源的中子成像裝置，用已知?dú)浜?/p>
的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/樣品進(jìn)行校準(zhǔn)。
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5儀器和設(shè)備
中子成像裝置主要包括中子源、準(zhǔn)直器、樣品臺(tái)及像探測(cè)器，如圖1所示。由中子源發(fā)出的中子束
經(jīng)過準(zhǔn)直器后照射到樣品上，中子束與樣品發(fā)生相互作用而衰減，衰減后的透射中子的空間分布被探測(cè)
器接收得到沿著中子束傳播方向的被測(cè)樣品的透射投影圖。當(dāng)360°旋轉(zhuǎn)樣品時(shí)，探測(cè)器可記錄不同旋
轉(zhuǎn)角度的透射投影圖，實(shí)現(xiàn)中子三維成像。
圖1中子成像裝置示意圖
中子束的衰減規(guī)律符合Lambert-Beer定律，如式（1-1）：
I=（5-1）
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