Imágenes 3D/4D de microestructuras complejas y deformadas con microscopía de rayos X de campo oscuro de haz rosado

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La cristalografía
• Imágenes de rayos X

Sus antecedentes:

• La microscopia de rayos X de campo oscuro (DFXM) proporciona imágenes 3D no destructivas de tensión y orientación en materiales cristalinos.
• El DFXM monocromático está limitado por el bajo flujo de fotones, lo que dificulta los estudios de estructuras altamente deformadas o débilmente cristalinas y los análisis de resolución temporal.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar el DFXM de haz rosado (pDFXM) para obtener imágenes 3D mejoradas de materiales cristalinos.
• Para superar las limitaciones del DFXM monocromático con respecto al flujo de fotones y la aplicabilidad a muestras difíciles.

Principales métodos:

• Implementación del DFXM de haz rosado (pDFXM) en la línea de haz ID03 del ESRF.
• Utilizando un aumento de 27 veces en la intensidad difractada mientras se mantiene una resolución espacial de 100 nm.
• Tomando muestras de aluminio parcialmente recristalizado y hierro ferrítico altamente deformado.

Principales resultados:

• pDFXM logró un aumento de 27 veces en la intensidad difractada con una resolución espacial de 100 nm.
• Se han obtenido imágenes con éxito de estructuras de subgranos y materiales altamente deformados anteriormente inaccesibles.
• Permite el seguimiento en tiempo real del crecimiento de los granos durante el recocido con una resolución temporal de cien milisegundos.

Conclusiones:

• pDFXM mejora significativamente la señal difractada, permitiendo imágenes 3D de alta resolución de cristales con poca difracción.
• La técnica amplía el alcance de las imágenes de contraste por difracción para la ciencia de los materiales, incluidos los estudios de crecimiento de grano, fatiga y corrosión.
• pDFXM ofrece nuevas posibilidades para estudios in situ y de resolución temporal de materiales a granel.