匯集分析方案，聚焦材料科學：（三）材料結構解析
材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，各種材料的運用很大程度上反映了人類社會的發展水平，而材料科學也日益成為人類現代科學技術體系的重要支柱之一。
材料的結構和組成是決定材料性能的基礎，而對材料結構的研究是合理設計、制造、選用材料的基礎。無論是宏觀結構還是微觀結構，島津歷史悠久、種類豐富的X射線產品都可以做您科研路上的火眼金睛。
材料結構解析
多功能多晶X射線衍射儀XRD / 微焦點X射線CT
多功能多晶X射線衍射儀XRD
多晶X射線衍射儀利用X射線衍射法對物質進行非破壞性的物相分析。通過對衍射譜圖中峰位置、峰強度以及衍射峰形的解析，可以進行樣品中物相和微結構分析，包括物相的定性和定量、晶格常數的精密測定、應力測定、晶體取向、結晶度等。
島津XRD-7000型多功能X射線衍射儀采用高精度垂直測角儀，獨立2軸驅動模式，可擴展的超大樣品空間設計，可滿足各種類型樣品的X射線衍射分析要求。
XRD-7000
應用：應力分析
用X射線衍射儀分析殘余應力是非破壞性的，可以廣泛地應用于實際零件的性能評估和質量管理等。
本附件可以用側傾法和同傾法兩種方法進行分析，所以可以分析在同樣位置上正交兩個方向的應力，而且用側傾法可以分析齒輪牙谷等凹部位的應力。
應用：薄膜分析
當進行小于1μm薄膜層的分析時，利用低角度入射的平行X射線抑制侵入基底材料，得到只從表面層產生的高靈敏度衍射X射線。在改變入射X射線角度的情況下進行分析時，從檢測到由基底材料產生的衍射X射線時的角度，可以知道薄膜層的大致厚度。該附件有樣品臺供選擇，也可以分析薄膜表面層的取向度。
微焦點X射線CT
工業用X射線CT被廣泛應用于鋰電池材料、復合材料和生物醫學材料的研究開發中。
島津微焦點X射線CT系統inspeXio SMX-100CT Plus能夠清晰地觀察到樹脂、骨頭等輕質材料的內部結構，獲得高放大倍率3維圖像，具有操作簡便、速度快、可直接呈現任意斷面圖像的特點。
應用：對鋰電池正負極的觀察
inspeXio SMX-100CT Plus
應用：工業CT在生物材料研究中的應用
InspeXio SMX-90CT Plus
牙齒MPR
VR
三維立體打印塑形實例
將拍攝的牙齒CT數據通過逆向工程軟件Point Master，處理成STL數據（多邊形數據）之后，由3D打印機實現實體化的范例。可通過CT掃描→3D立體打印機，簡單快捷地在短時間對生物體樣品實現建模、結構評估。
應用：使用工業CT進行“CO2-鹽水-巖石體系孔隙尺度潤濕與流動機理研究”實驗
inspeXio SMX-225CT系列
孔隙尺度CO2-鹽水-巖石體系接觸角測量
本研究基于micro-CT成像技術，開發了用于原位條件下孔隙尺度接觸角測量方法。如圖1所示，首先對原始CT圖片進行降噪與裁剪，選取感興趣的研究區域，并利用局部閾值法（分水嶺法）進行圖像分割；然后基于Avizo等軟件確定分割后氣-液-固三相接觸線，在三相接觸線上隨機取點，找到該點所在位置的法平面，對該法平面該點位置的二維接觸角進行測量，此時的二維接觸角值即為該點的當地接觸角；重復上述步驟就可對不同位置的當地接觸角進行測量。
圖1孔隙尺度接觸角測量方法：（a）圖像裁剪；（b）圖像分割；（c）氣液固三相線確定；（d）法平面確定；（e）局部接觸角測量
圖2給出了玻璃砂與石英砂多孔介質在超臨界CO2-6 wt% KI驅替條件下孔隙尺度接觸角分布。發現受孔隙結構、粗糙度與毛細管力等因素影響，玻璃砂與石英砂孔隙尺度接觸角均呈現出近似正態分布，并且接觸角范圍較廣，結果表明了真實多孔介質的實際潤濕性更加復雜，同時說明用傳統方法在理想條件下所得結果來評價實際多孔介質的潤濕性不夠準確，并由此可能造成對多孔介質內流體運移規律的研究結論不準確。
圖2超臨界CO2–6 wt% KI驅替條件下（a）玻璃砂與（b）石英砂孔隙尺度接觸角分布
注：本數據來源于大連理工大學能源與動力學院
