蔡司Xradia CrystalCT

先进的商用晶体成像微米CT系统

蔡司Xradia CrystalCT是为您揭示样品晶体信息和微观结构秘密的开创性微米CT。本产品以其独特方式扩展了计算机断层扫描的强大技术,使其具有展示晶体晶粒微观结构的能力,改变了研究多晶体材料(如金属、增材制造、陶瓷等)的方式,从而为您的材料研究带来更新、更深的洞见。

蔡司Xradia CrystalCT产品图片
  • 进行三维晶粒形貌无损成像。
  • 表征材料,如金属、合金和陶瓷。
  • 以更大通量成像更大体积和更多样化尺寸的样品。
  • 通过开创性的衍射扫描模式,推动了材料表征和研究。
  • 获得出色的样品代表性,来创建高保真计算模型。

产品亮点

DCT投影几何形状图
CrystalCT投影光路图示。CrystalCT提供双重模式:吸收衬度断层扫描(ACT)和衍射衬度断层扫描(DCT)

DCT为您的研究带来更多的可能性

蔡司研究显微镜解决方案部门和Xnovo Technology合作提供了革命性的实验室衍射衬度断层扫描(DCT)功能。使用3D晶粒成像,微米CT上的DCT令技术和工业研究实验室能够对单相多晶材料进行3D成像,包括多种金属、矿物、陶瓷、半导体和制药样品。专用的蔡司Xradia CrystalCT兼具了精准设计的小孔光阑和挡光板组件,从而可以利用发散的多色X射线束来照亮感兴趣区域,并提高对多晶样品较弱衍射信号的灵敏度。创新的DCT图像采集模式消除了对大尺寸样品的限制,让您能够研究更多的样本类型。无缝大体积晶粒成像让扫描样品的速度更快,数据代表性更准确。


由DCT成像的铝制“狗骨”
铝-4wt%铜样品,测量断面尺寸为(长度)1.25 mm、(宽度)1.0 mm、(厚度)0.5 mm。图像是使用高纵横比的黄金螺旋扫描样品而得。

先进的衍射扫描模式,提供出色的样品代表性

通过开创性的衍射扫描模式,蔡司Xradia CrystalCT推动了材料表征、建模和研究。

  • 提供出色的样品代表性。
  • 可以扫描更大的样本体积。
  • 简化样品制备,可处理不规则/自然的样品形状。
  • 提高速度。
  • 应对样品的独特性。

这些先进的模式克服了传统DCT数据采集以前遇到的一些困难和挑战。传统数据采集会假设在所有的旋转角度下,样品感兴趣区域(ROI)会通过孔径观察视野(FOV)得到完全的照明。受自然界黄金角的启发,高级衍射扫描模式提供了黄金螺旋扫描模式,这样便于管理各种样品形状和尺寸。


钢筋混凝土的微米CT图像
对钢筋混凝土样品进行定量体积分析。孔隙渲染为紫色。

强大的微米CT平台

蔡司利用其强大的Xradia技术,在微米CT上提供了业界知名的出色性能。凭借强大的平台、由软件灵活控制的X射线源/样品/探测器定位,以及大型探测器阵列,您可以进行高对比度、高质量、高分辨率扫描。对整个物体或器件进行成像,从而展示其内部细节的3D全景。更快的采集速度使您运行样品的时间可以缩短,从而大大提高您的生产效率和盈利能力。无损CT也可以进行原位和4D研究,从而实际了解各种条件随时间推移的影响。蔡司Xradia成像系统兼具久经考验的硬件架构与先进的稳定性和漂移补偿功能。正是由于这个平台的出色稳定性,CrystalCT始终在拓展研究领域的微米CT前沿。


[注意!]

[此注释上下两栏的内容完全相同。上方是手机视图,下方是电脑桌面视图]。

DCT为您的研究带来更多的可能性

蔡司研究显微镜解决方案部门和Xnovo Technology合作提供了革命性的实验室衍射衬度断层扫描(DCT)功能。使用3D晶粒成像,微米CT上的DCT令技术和工业研究实验室能够对单相多晶材料进行3D成像,包括多种金属、矿物、陶瓷、半导体和制药样品。专用的蔡司Xradia CrystalCT兼具了精准设计的小孔光阑和挡光板组件,从而可以利用发散的多色X射线束来照亮感兴趣区域,并提高对多晶样品较弱衍射信号的灵敏度。创新的DCT图像采集模式消除了对大尺寸样品的限制,让您能够研究更多的样本类型。无缝大体积晶粒成像让扫描样品的速度更快,数据代表性更准确。

先进的衍射扫描模式,提供出色的样品代表性

通过开创性的衍射扫描模式,蔡司Xradia CrystalCT推动了材料表征、建模和研究。

  • 提供出色的样品代表性。
  • 可以扫描更大的样本体积。
  • 简化样品制备,可处理不规则/自然的样品形状。
  • 提高速度。
  • 应对样品的独特性。

这些先进的模式克服了传统DCT数据采集以前遇到的一些困难和挑战。传统数据采集会假设在所有的旋转角度下,样品感兴趣区域(ROI)会通过孔径观察视野(FOV)得到完全的照明。受自然界黄金角的启发,高级衍射扫描模式提供了黄金螺旋扫描模式,这样便于管理各种样品形状和尺寸。

强大的微米CT平台

蔡司利用其强大的Xradia技术,在微米CT上提供了业界知名的出色性能。凭借强大的平台、由软件灵活控制的X射线源/样品/探测器定位,以及大型探测器阵列,您可以进行高对比度、高质量、高分辨率扫描。对整个物体或器件进行成像,从而展示其内部细节的3D全景。更快的采集速度使您运行样品的时间可以缩短,从而大大提高您的生产效率和盈利能力。无损CT也可以进行原位和4D研究,从而实际了解各种条件随时间推移的影响。蔡司Xradia成像系统兼具久经考验的硬件架构与先进的稳定性和漂移补偿功能。正是由于这个平台的出色稳定性,CrystalCT始终在拓展研究领域的微米CT前沿。

应用领域

金属、陶瓷、半导体、地球科学、制药以及更多可能

而蔡司Xradia CrystalCT则提供了先进的、完全不同的衍射扫描技术,可以独特地对天然状态下大体积样品进行晶界界面成像,同时样品形状符合研究和工业实验室通用要求的实际样品几何形状。与其它晶粒成像技术不同的是,DCT可以进行无损3D晶粒成像。

铝铜合金的晶粒图
在吸收和衍射衬度断层扫描系统中对铝铜合金进行3D晶粒成像。

材料科学

  • 高分辨率吸收衬度断层扫描和无损三维晶粒成像的补充信息,提供了尺寸、形状、取向和晶界信息。
  • 通过无损方式观察到的内部微观结构和堆叠晶粒图,这是表面成像方法(如光学和电子显微镜)无法实现的。
  • 能够对数据进行分割和分析,以获得定量的3D结构和颗粒描述。
  • 通过非原位和原位进行4D成像,以观察材料的演变过程,例如力学载荷或腐蚀。

使用高级扫描模式成像的超薄钢样品
超薄取向电工钢样品的3D晶粒图,尺寸为(RD)4 mm、(TD)2 mm、(ND)0.08 mm。

金属和矿物

  • 以3D形式了解晶粒尺寸和相演变,从而洞察合金性能以及其对热加工和机械加工的依赖性。
  • 导出实际的3D结构进行物理模拟:使用无损3D断层扫描进行高通量数据成像、表征和岩心建模(可达4英寸),预测材料性能(力学、热等)或进行数字岩心模拟。
  • 为原位驱替研究或3D矿物学研究进行高衬度3D成像。

在高纵横比断层扫描模式下成像的半导体-太阳能面板
高度为30 mm的太阳能电池板的多晶硅材料3D晶粒图。

制造

  • 适用于各种样品尺寸,包括3D全景中的大物体,在特定的应用中搭配3D晶粒图。
  • 对3D打印金属部件进行基于晶体学的打印质量评估。
  • 可对完整的器件进行高通量扫描并快速获得结果。
  • 补充或替代物理切片,无需破坏样品。

使用微米CT对小鼠模型进行完整成像
石蜡包埋老鼠胚胎的二维虚拟横截面和三维渲染剖视图。

生命科学

  • 对染色和未染色的软硬组织及生物微观结构进行高衬度成像。
  • 快速无损地验证样品的染色和特征结构位置,以便后续使用3D电子显微镜进行成像。

[注意!]

[此注释上下两栏的内容完全相同。上方是手机视图,下方是电脑桌面视图]。

材料科学

  • 高分辨率吸收衬度断层扫描和无损三维晶粒成像的补充信息,提供了尺寸、形状、取向和晶界信息。
  • 通过无损方式观察到的内部微观结构和堆叠晶粒图,这是表面成像方法(如光学和电子显微镜)无法实现的。
  • 能够对数据进行分割和分析,以获得定量的3D结构和颗粒描述。
  • 通过非原位和原位进行4D成像,以观察材料的演变过程,例如力学载荷或腐蚀。

金属和矿物

  • 以3D形式了解晶粒尺寸和相演变,从而洞察合金性能以及其对热加工和机械加工的依赖性。
  • 导出实际的3D结构进行物理模拟:使用无损3D断层扫描进行高通量数据成像、表征和岩心建模(可达4英寸),预测材料性能(力学、热等)或进行数字岩心模拟。
  • 为原位驱替研究或3D矿物学研究进行高衬度3D成像。

制造

  • 适用于各种样品尺寸,包括3D全景中的大物体,在特定的应用中搭配3D晶粒图。
  • 对3D打印金属部件进行基于晶体学的打印质量评估。
  • 可对完整的器件进行高通量扫描并快速获得结果。
  • 补充或替代物理切片,无需破坏样品。

生命科学

  • 对染色和未染色的软硬组织及生物微观结构进行高衬度成像。
  • 快速无损地验证样品的染色和特征结构位置,以便后续使用3D电子显微镜进行成像。

技术洞见

出色的样品代表性

样品代表性示意图

样品代表性,即通过获得大量的真实数据来创建高保真计算模型,是晶体成像的一个长期挑战

蔡司Xradia CrystalCT提供先进的DCT模式克服了传统DCT数据采集以前遇到的一些困难和挑战。传统数据采集会假设在所有的旋转角度下,样品中的ROI会通过孔径观察视野(FOV)得到完全的照明。

蔡司Xradia CrystalCT高级衍射扫描模式包括

  • 黄金螺旋扫描
    黄金螺旋扫描旋转用于长纵横比圆柱型样品。
  • 带平移的黄金螺旋扫描
    带平移的黄金螺旋扫描用于明显比观察视野宽的样品。
  • 高纵横比的黄金螺旋扫描
    高纵横比断层扫描(HART)的黄金螺旋扫描解决了平板或平板型样品成像的问题。

三维晶粒重建

精确、快速、自动化的晶粒数据索引

工作流程中的第一步是进行数据采集,之后进行重建。将您的吸收断层扫描和衍射数据加载到GrainMapper3D上。可使用反投影和正投影来让其识别特定多晶体的潜在晶粒取向可能性。

下一步是自动、迭代地搜索样品中的晶粒。晶粒重建的结果存储为切片堆栈或体积数据集,其中包含了对已索引晶粒的完整描述。最后,使用独立的GrainMapper3D Viewer应用程序,与您的合作伙伴或客户分享3D LabDCT的结果。

三维晶粒成像

三维晶粒成像

在一个文件中获取所有信息

最后一步是在一个单独文件中取出所需的全部信息。样品中所有晶粒的形状、取向和空间位置都输出到了一个开放的数据格式中。

使用定制的软件或模拟工具进行后续分析,以完成您的实验。高级索引程序现在支持更复杂的低对称性晶体系统。

蔡司高级重构工具箱

更好的图像质量,更快的速度

高级重构工具箱(Advanced Reconstruction Toolbox)是蔡司 Xradia 3D X射线显微镜的创新平台,包含了高级重构技术模块。独特的重构模块凭借对 X 射线物理学和客户应用的深刻理解而实现,以创新方式解决一些极困难的成像挑战。

您可以在这里找到有关蔡司X射线显微镜的最新技术的信息:

使用 “高级重构工具箱”,您可以:

  • 改善数据采集和分析,以帮助您进行精确、快速的后续决策
  • 大幅提高图像质量
  • 针对非常宽泛的样品类型,都能实现出色的内部断层成像质量或提高效率
  • 通过提高图像衬度、信噪比来呈现细微的图像差异
  • 对于需要重复类似扫描参数的同类型样品,数据获取速度可以提升一个数量级

这些可选配模块是基于强大工作站的解决方案,用户可轻松访问和使用:

  • OptiRecon
  • DeepRecon

蔡司 OptiRecon

相似的结果,速度提升至4倍

蔡司OptiRecon采用迭代重构,可以极大地提高采集速度,同时优化图像质量。
蔡司OptiRecon可让您用大约四分之一的数据采集时间,在常见的许多样品中获得优异的图像质量,包括科学研究、工业能源、工程,自然资源、生物、半导体、制造业和电子研究领域等。

用于电池研究的OptiRecon 4X速度
用于电池研究的OptiRecon 4X速度
图像质量可比条件下,手机摄像头模块可将速度提高4倍
图像质量可比条件下,手机摄像头模块可将速度提高4倍

从右向左滑动以进行比较:

标准重构 #300Zoom OptiRecon #300Zoom
标准重构
OptiRecon

应用案例


蔡司 DeepRecon

用于同一类型样品,最高提升10倍成像速度

用于蔡司 Xradia X射线显微镜(XRM)的蔡司 DeepRecon 是首个商业化的基于深度学习重构技术的应用。无需牺牲 XRM 的远距离下的分辨率,它可以将通量提高一个数量级(最高10倍),同样适用于进行重复工作流程的应用。DeepRecon独特地收集了 XRM 生成的大数据中的隐藏机会,并以 AI 为驱动,改善成像速度或改善的图像质量。

DeepRecon用于重复性工作流程 – 地球科学勘探通量提高9倍
DeepRecon用于重复性工作流程 – 地球科学勘探通量提高9倍

SmartShield

轻松保护样品,以优化实验设置

SmartShield是保护您的样品和显微镜的解决方案。这个自动防撞系统在“定位-和-扫描”(Scout-and-Scan)系统中运行。它可以让您比以往更自信地使用Xradia平台。工作原理——点击一个按钮,SmartShield就会根据您的样品尺寸创建一个数字化防撞圈。

SmartShield有助您:

  • 精简的样品设置提高了操作员的效率
  • 为新手和高级用户提供了增强的用户体验
  • 保护您的宝贵样品和您的投资
  • 确保出色的扫描质量
观看此视频,深入了解SmartShield向导式工作流。

配件

原位试验

突破科学进步的界限

蔡司Xradia X射线系统提供业内优异的三维成像解决方案,适用于从高压流体驱替、拉伸、压缩装置和热台等多种多样的原位装置。

利用X射线研究的无损性质,让您的研究超越三维空间,扩展到时间维度,实现4D实验。蔡司Xradia 微米CT平台支持从高压驱替到拉伸、压缩及热台,再到用户自定义设计在内的多种原位辅助装置。您可以在您的蔡司Xradia CrystalCT仪器上添加可选配的原位接口套件,包括机械集成套件、坚固耐用的布线导槽和其它设施(馈入装置),以及能够简化使用“定位-和-扫描”(Scout-and-Scan)用户界面控制的测试规程软件。如果您的需求已经超过了原位实验的分辨率限制,可将蔡司Xradia CrystalCT升级为Xradia 620 Versa X射线显微镜,利用大工作距离下高分辨率成像(RaaD)技术实现原位样品室或装置内样品的高性能断层扫描成像。

激光焊接钢样品在载荷增加下的拉伸试验。
激光焊接钢样品在载荷增加下的拉伸试验。

自动进样装置

提高样品处理效率

通过选用自动进样装置可最大限度地提高仪器的利用率。自动进样装置适用于蔡司Xradia Versa系列的所有仪器。通过启用多任务运行减少用户干预的频率并提高效率。可装载多达14个样品的运行队列,最多可支持70个样品,通过设置成像队列实现仪器的全天候连续运行。优秀的机械稳定性,能够对相似样品进行高通量重复扫描。

可选配的自动进样装置一次可装载多达70个样品,以维持仪器的连续运行。
可选配的自动进样装置一次可装载多达70个样品,以维持仪器的连续运行。

软件

使用简单的控制系统创建有效的工作流程

利用控制软件方便定位感兴趣区域和设置扫描参数。在用户可能有不同经验的中心实验室具有易于使用的优势。

优势:

  • 内部摄像头用于样品查看
  • 菜单控制(设置、保存、记忆)
  • 多能量(选择)
  • 可选配多样品自动进样装置
  • 鼠标简单点击即可实现微区定位的能力
  • 用于自定义工作流的 XRM Python API
定位-和-扫描(Scout-and-Scan)控制系统
定位-和-扫描(Scout-and-Scan)控制系统
锂离子电池
锂离子电池

可视化分析软件

蔡司推荐ORS公司的Dragonfly Pro
先进的分析和可视化软件用于分析X-ray、FIB-SEM、 SEM 和氦离子显微镜获取的3D数据。
ORS Dragonfly Pro是通过蔡司独家提供的用于可视化和分析大型3D图像数据的软件,它提供了直观,完整且可自定义的工具包。 Dragonfly Pro允许导航,注释,创建3D数据的视频文件,包括动画制作,还可实现图像处理,图像分割和图像分析以给出定量化的分析结果。

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ZEISS ZEN Intellesis for Image Segmentation in Microscopy

蔡司 ZEN Intellesis — 用于显微图像分割

利用深度学习,轻松进行图像分割,并从中提取有价值的数据。图像分割为所有后续的图像分析步骤奠定了基础。蔡司 ZEN Intellesis可以利用深度学习和Python轻松地呈现可重现的分割结果,即使是非专业人士也可以很容易地做到。您可以先训练模型,然后ZEN Intellesis便能够自动分割数百张图像。这样不仅节省时间,还能将用户偏差降至最低。

了解更多关于用于显微图像分割的蔡司 ZEN Intellesis

资料下载

Flyer: ZEISS Xradia CrystalCT

World’s first crystallographic imaging microCT for academic and industrial applications.

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White Paper

Laboratory-based Diffraction Contrast Tomography