osciloscopio de materiales

Un osciloscopio de materiales es una técnica de rayos X de alta energía de sincrotrón con resolución temporal para estudiar cambios rápidos relacionados con la composición de fase y la microestructura en una muestra policristalina. ^{[ 1 ]} Este dispositivo se ha desarrollado para estudios in situ de especímenes sometidos a simulación termomecánica física . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Las imágenes de difracción bidimensionales de un haz de sincrotrón fino que interactúa con la muestra se registran en intervalos de tiempo, de manera que se puedan distinguir las reflexiones que provienen de los cristalitos individuales del material policristalino. El procesamiento de datos se lleva a cabo de manera que los anillos de difracción se enderezan y se presentan línea por línea trazada en el tiempo. ^{[ 3 ]} Las trazas, llamadas líneas de tiempo en gráficos de ángulo azimutal/tiempo se asemejan a las trazas de un osciloscopio, lo que proporciona información sobre los procesos que ocurren en el material, mientras se somete a deformación plástica, o calentamiento, o ambos, ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Estas} líneas de tiempo permiten distinguir el crecimiento o refinamiento de grano , la formación de subgranos, los sistemas ^{de deformación por deslizamiento} , el maclado cristalográfico, la recuperación dinámica, la recristalización dinámica , simultáneamente en múltiples fases.

El desarrollo se ha emprendido a partir de un proyecto sobre métodos modernos de difracción para la investigación de procesos termomecánicos, ^{[ 11 ]} y comenzó con la deformación en frío de una muestra de cobre en el ESRF en 2007, seguida de la deformación en caliente de una aleación de circonio en el APS en 2008. Poco después, se ha probado una serie de otros materiales y se ha adquirido experiencia con los registros de la línea de tiempo. Si bien el ESRF y el APS desempeñaron el papel principal en las instalaciones experimentales, el sincrotrón japonés de alta energía en círculo, SPring-8, se sumó en 2013 realizando estudios de viabilidad de este tipo. Mientras tanto, el nuevo sincrotrón PETRA III en DESY construyó una línea de luz dedicada para este propósito, abriendo las investigaciones del osciloscopio de materiales a un público más amplio. El nombre osciloscopio de materiales se introdujo en 2013 y se utilizó posteriormente en conferencias como MRS y TMS. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Además de las instalaciones en centros multiusos, la primera estación terminal específica se ha construido en el anillo de almacenamiento PETRA-III , donde esta técnica se aplica de forma rutinaria.