一、介绍
CT扫描，全称为X射线计算机断层扫描，是一种先进的无损检测与成像技术。它利用X射线穿透物体时不同材料对其吸收程度不同的原理，通过让样品在X射线束中旋转（或让射线源和探测器围绕样品旋转），从多个角度采集大量的二维投影数据（透视图）。然后，利用复杂的计算机算法（如滤波反投影法）对这些数据进行处理和重构，最终生成能够精确反映物体内部结构的三维数字模型。
与传统的二维X射线拍片只能看到重叠影像不同，CT扫描能够提供物体内部任意截面的清晰图像，并构建完整的三维视图，如同对物体进行“数字解剖”而无需对其造成任何物理损伤。根据所需分辨率的不同，还发展出了微焦点CT和纳米CT，可以实现微米级甚至纳米级的分辨率，观察更精细的内部结构。
二、应用领域
CT扫描技术因其独特的无损三维成像能力，在众多工业和科研领域得到广泛应用，特别是在对内部结构、缺陷和尺寸精度要求高的场合：
- 电子电器： BGA/LGA焊点分析、连接器检查、元器件内部结构检查、PCB/PCBA内部缺陷、封装分析。
- 汽车工业： 发动机部件铸造缺陷、塑料件缺陷、关键零部件内部结构与装配检查、电池检测。
- 航空航天： 复合材料结构评估、涡轮叶片检测、增材制造部件评估。
- 新材料： 多孔材料、泡沫金属、复合材料微观结构表征。
- 医疗器械： 植入物结构完整性、药物缓释系统结构、复杂器械装配验证。
- 模具与铸造： 模具流道检查、铸件内部缺陷检测、尺寸精度验证。
- 地质、考古与生命科学： 岩石孔隙结构、化石内部结构、生物样品三维成像。
三、样品要求
为了获得高质量的CT扫描结果，样品需要满足一定的要求：
- 尺寸与重量： 样品的最大尺寸和重量受限于CT设备的扫描舱空间和承载能力。
- 材料密度与成分： 样品内部结构需存在足够的密度差异以供X射线区分。高密度或大尺寸样品可能需要更高能量的X射线源。
- 稳定性： 扫描过程中样品必须保持绝对静止。
- 样品准备： 通常保持清洁即可，有时需使用夹具固定。
四、应用
CT扫描在工业检测和分析中具有多种关键且常用的应用：
缺陷分析：
CT技术能够快速、准确、直观地查找产品内部的缺陷，明确缺陷的类型（如裂纹、气孔、疏松、夹杂等）、精确位置和尺寸。通过对这些缺陷的详细分析，有助于追溯出现缺陷的根本原因，从而指导改进工艺，提高产品性能，延长产品的使用寿命。
装配分析：
无需拆卸产品，工业CT即可提供产品内部二维与三维的局部或整体视图，包括透视和任意截面分析图。这使得分析人员能够直观地了解组件间的实际装配状态，精确测量装配后形成的内部缝隙，评估装配工艺的合理性，查找潜在的装配问题或失效原因，进而解决相关问题，有效降低研发和生产中的试错成本。
尺寸测量：
对于具有复杂型面或因物理条件限制而难以使用传统方法（如三坐标测量机、影像仪）测量的产品尺寸，CT技术展现出独特优势。其核心优势在于对产品内部尺寸的无损检测能力。CT可以在不破坏样品的前提下，对工件的所有内部和外部尺寸进行精确测量，具有精度高、速度快的特点。
CAD数模比对：
结合专业的分析软件，CT扫描获得的实际三维数据可以与原始的CAD设计数模进行精确对齐和最佳拟合。通过生成直观的彩色偏差图谱，可以快速、形象地展示工件实际形状与设计要求之间的差异，不仅能评估整体偏差，还能获取关键位置的具体偏差数值，为质量控制和工艺调整提供量化依据。
壁厚分析：
CT数据可以直接用于分析零件的壁厚分布。软件能够自动识别并标示出壁厚过薄、过厚或间隙过大的区域，尤其对于形状复杂、内部包含密闭空间的零件（其内壁厚度传统方法难以测量），CT可实现快速且精确的测量，捕捉壁厚的细微变化，确保产品符合设计要求。
此外，CT扫描也常用于材料结构表征（如分析孔隙率、纤维分布等）和辅助失效分析（通过内部结构变化追溯原因）以及逆向工程（获取复杂内外结构的三维数据）。
