TY - JOUR A1 - Zabler, S. A1 - Rack, A. A1 - Manke, I. A1 - Thermann, K. A1 - Tiedemann, J. A1 - Harthill, N. A1 - Riesemeier, Heinrich T1 - High-resolution tomography of cracks, voids and micro-structure in greywacke and limestone JF - Journal of structural geology N2 - Rocks are commonly very heterogeneous materials. Randomly distributed micro-flaws inside the rock are believed to initiate tensile cracks from which shear fractures develop and coalescence through en echelon interactions leads to fracture. In this paper, we describe the results of applying high-resolution X-ray tomography to samples of greywacke and limestone experimentally deformed under unconfined axial shortening at various loads equivalent to different fractions of the sample strength. Mineral grains, pores, micro-cracks and other voids were imaged with a resolution of 10 µm. 3D image analysis enabled us to monitor the initial state of the samples and the changes in them due to compression. Crack morphology is characterized and compared to the micro-structure of the sample before and after deformation. In the greywacke, formation of a macro-crack ~10° oblique to the stress direction is observed. It initiated in fine intergranular material at the top tip of the sample and is composed of tensile fractures connected by wing cracks. None of the voids defined in the initial state fractured, and the crack is interpreted to have started either as a micro-crack which was smaller than the resolution of the tomography, or, as a completely new crack. In the limestone, cracks are observed to initiate in features that are too small to be imaged by the tomography, or also in newly created cracks. KW - Rock porosity KW - Crack formation KW - X-ray imaging KW - Micro-tomography KW - 3D image analysis PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1016/j.jsg.2008.03.002 SN - 0191-8141 SN - 1873-1201 VL - 30 IS - 7 SP - 876 EP - 887 PB - Pergamon Press CY - Oxford AN - OPUS4-18566 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hartnig, C. A1 - Kuhn, R. A1 - Krüger, P. A1 - Manke, I. A1 - Kardjilov, N. A1 - Goebbels, Jürgen A1 - Müller, Bernd R. A1 - Riesemeier, Heinrich T1 - Wassermanagement in Brennstoffzellen - die Bedeutung von hochauflösenden zerstörungsfreien Untersuchungsmethoden JF - MP materials testing N2 - Ein effektives Wassermanagement ist ein wichtiger Aspekt in der Entwicklung von Brennstoffzellen hinsichtlich Langzeitstabilität und Optimierung der Leistungsfähigkeit. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Gasdiffusionslage, die für die gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase auf die elektrochemisch aktive Schicht (Katalysator) sorgen soll. In diesem Beitrag werden gemeinsame Forschungsaktivitäten des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (Entwicklung bildgebender Verfahren) sowie des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW, Entwicklung von Brennstoffzellen) vorgestellt. Im Rahmen dieser Kooperation werden die Entstehung, die Verteilung und der Transport von flüssigem Wasser, kurz das Wassermanagement, unter Betriebsbedingungen untersucht. Mittels Synchrotronradiografie und -tomografie werden kleinste Wassercluster in der Gasdiffusionslage detektiert. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen der Modifikation und einer gezielten Auswahl der eingesetzten Materialien. KW - Synchrotronstrahlung KW - Brennstoffzellen KW - Materialcharakterisierung KW - Zerstörungsfrei PY - 2008 SN - 0025-5300 VL - 50 IS - 10 SP - 609 EP - 614 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-18656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -