TY - JOUR A1 - Grothausmann, R. A1 - Manke, I. A1 - Zehl, G. A1 - Dorbandt, I. A1 - Bogdanoff, P. A1 - Fiechter, S. A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hilger, A. T1 - Charakterisierung von Katalysatormaterialien für Brennstoffzellen mittels Elektronentomografie JF - MP materials testing N2 - Zur Optimierung moderner Katalysatoren für Brennstoffzellen werden diese elektronen-tomografisch charakterisiert. Die Elektronentomografie ermöglicht einzigartige Einblicke in die Nanometer-Strukturen der metallischen Katalysatorpartikel, die auf einem elektrisch leitenden, inerten Kohlenstoffträger abgeschieden werden. Die dreidimensional bildgebende Methode ermöglicht über qualitative Untersuchungen hinaus detaillierte quantitative Form- und Strukturanalysen der Katalysatormaterialien. So werden beispielsweise die Positionen der Katalysatorpartikel relativ zum Trägermaterial analysiert. Ihre Form und Einbettung in den Träger, welche die für die katalytische Reaktion maßgebliche "freie Oberfläche" definieren, werden bestimmt. Die Elektronentomografie ermöglicht somit quantitative Vergleiche zwischen verschiedenen Katalysatormaterialien und Herstellungsverfahren. Sie erweitert die Möglichkeiten der Korrelation gewünschter elektrochemischer Eigenschaften mit der Nanostruktur dieser Materialien und macht so weitere Optimierungen der Katalysatormaterialien möglich. KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Electron tomography KW - Catalyst KW - Fuel cell PY - 2010 SN - 0025-5300 VL - 52 IS - 10 SP - 706 EP - 711 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-22072 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schors, Jörg T1 - Direct Iterative Reconstruction of Computed Tomography Trajectories (Direct) T2 - 9th European Conference on NDT T2 - 9th European Conference on NDT CY - Berlin, Germany DA - 2006-09-25 KW - Computerised tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Iterative CT reconstruction PY - 2006 SN - 3-931381-86-2 SP - 1 EP - 8(?) PB - European Federation for Non-Destructive Testing CY - Berlin AN - OPUS4-14041 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schors, Jörg ED - Gerhard Busse, ED - Danny Van Hemelrijck, ED - Igor Solodov, ED - Anastasopoulos, Athanasios T1 - Direct iterative reconstruction of computed tomography trajectories (DIRECTT) T2 - Emerging Technologies in Non-Destructive Testing / 4th International Conference (ETNDT 4), April 2-4, 2007, Stuttgart (Proceedings) T2 - 4th International Conference of Emerging Technologies in Non-Destructive Testing (ETNDT 4) CY - Stuttgart, Germany DA - 2007-04-02 KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm PY - 2007 SN - 978-0-415-46476-5 SP - 229 EP - 236 PB - Taylor & Francis CY - London, UK AN - OPUS4-17560 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Enhanced Spatial Resolution in 2D CT-Reconstruction without Filtered Back Projection: DIRECTT T2 - 17th World Conference on Non-Destructive Testing (Proceedings) T2 - 17th World Conference on Non-Destructive Testing CY - Shanghai, China DA - 2008-10-25 KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Spatial resolution PY - 2008 SP - 1 EP - 6 PB - International Committee for Non-Destructive Testing CY - Shanghai AN - OPUS4-18569 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Kupsch, Andreas T1 - Enhanced spatial resolution using iterative focal desmearing in computed tomography T2 - 10th European conference on non-destructive testing (Proceedings) N2 - Computed tomography reconstructions of projected data usually assume an ideal point-like focal spot. However, in practice, the actual finite focus size leads to blurred projections, unavoidably. The elements (voxels) of the reconstruction array are smeared differently as a function of their individual position relative to source and detector. Neglecting the focal smearing generates considerably blurred reconstructions. Previous attempts were based on directly deconvolving blurred projections from a constant kernel, which yields better results but still exhibits artefacts. Iterative algorithms can be adopted to take into account focal smearing as a function of position. However, this requires detailed prior knowledge of quantitative smear functions. The DIRECTT (Direct Iterative Reconstruction of Computed Tomography Trajectories) algorithm is a promising candidate to meet these requirements. It has been demonstrated elsewhere that DIRECTT copes with limited data sets such as limited view and region-of- interest data by tracing single sinusoidal-like trajectories in Radon space, which are selected from the set of all possible trajectories by appropriate criteria. Currently, position-dependent smearing is used in the projection part of iterations. At the example of model reconstructions we demonstrate the gain of spatial resolution by iterative variable desmearing according to the DIRECTT algorithm in comparison to the standard filtered back-projection. T2 - 10th European conference on non-destructive testing CY - Moscow, Russia DA - 2010-06-07 KW - Computed tomography KW - Spatial reslution KW - Reconstruction algorithm KW - Focal smearing PY - 2010 UR - http://www.ndt.net/article/ecndt2010/reports/1_09_18.pdf IS - Paper 4.02.18 SP - 1 EP - 9(?) AN - OPUS4-21466 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grothausmann, R. A1 - Zehl, G. A1 - Manke, I. A1 - Fiechter, S. A1 - Bogdanoff, P. A1 - Dorbandt, I. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schumacher, G. A1 - Banhart, J. T1 - Nanometer-Tomographie: kleinste Katalysatorteilchen erblicken - Mit Elektronen und Computern die mobile Brennstoffzelle erforschen JF - Materials and corrosion KW - Electron tomography KW - Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) KW - Reconstruction algorithm KW - DIRECTT PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/maco.201290007 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 63 IS - 2 SP - 1 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-26348 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grothausmann, R. A1 - Zehl, G. A1 - Manke, I. A1 - Fiechter, S. A1 - Bogdanoff, P. A1 - Dorbandt, I. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schumacher, G. A1 - Banhart, J. T1 - Quantitative structural assessment of heterogeneous catalysts by electron tomography JF - Journal of the American chemical society N2 - We present transmission electron microscope (TEM) tomography investigations of ruthenium-based fuel cell catalyst materials as employed in direct methanol fuel cells (DMFC). The digital three-dimensional representation of the samples not only enables detailed studies on number, size, and shape but also on the local orientation of the ruthenium particles to their support and their freely accessible surface area. The shape analysis shows the ruthenium particles deviate significantly from spherical symmetry which increases their surface to volume ratio. The morphological studies help to understand the structure formation mechanisms during the fabrication as well as the high effectiveness of these catalysts in the oxygen reduction reaction at the cathode side of fuel cells. KW - Electron tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Catalyst KW - Fuel cell PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1021/ja2032508 SN - 0002-7863 SN - 1520-5126 VL - 133 IS - 45 SP - 18161 EP - 18171 PB - American Chemical Society CY - Washington, DC AN - OPUS4-24833 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Manke, I. A1 - Kardjilov, N. A1 - Arlt, Tobias A1 - Grothausmann, R. T1 - Rekonstruktion limitierter CT-Messdatensätze von Brennstoffzellen mit Directt JF - MP materials testing N2 - Die Aufklärung spezifischer Fragestellungen zur Funktionalität von PEM(polymer electrolyte membrane)- und DMFC(Direct Methanol)-Brennstoffzellen bedarf der 3D-Abbildung der spezifischen Komponenten mit unterschiedlichen Strahlungsarten: des Wassergehalts in den Flow Fields mit Neutronen, der Katalysator-Alterung in der MEA (membrane electrode assembly) mit Synchrotronstrahlung und der freien (reaktiven) Katalysator-Oberfläche von Nano-Partikeln mit TEM-Elektronen-Tomografie. Diese Messungen im Bereich der mm- bis nm-Skala unterliegen dabei erheblichen Restriktionen: einer ortsabhängigen Verschmierung der Neutronenradiogramme, Manipulatorinstabilitäten der Synchrotronmessungen sowie einer Kombination von Limited-View-Datensätzen, wenigen Projektionswinkeln und teilweiser Nichtdurchstrahlbarkeit in der Elektronen-CT. Die Vorteile eines fortentwickelten Directt-Algorithmus für die Bewältigung dieser Randbedingungen gegenüber gefilterten Rückprojektionen werden aufgezeigt. KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Electron tomography KW - Neutron tomography KW - Catalyst KW - Fuel cell PY - 2010 SN - 0025-5300 VL - 52 IS - 10 SP - 676 EP - 683 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-22070 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Müller, Bernd R. T1 - Rekonstruktion unvollständiger computertomografischer Modelldatensätze mit Directt-Algorithmus JF - MP materials testing N2 - Modellrechnungen zur Rekonstruktion unvollständiger computertomographischer Datensätze werden zur Ermittlung der Vorteile des neuen Directt-Algorithmus gegenüber der konventionellen gefilterten Rückprojektion durchgeführt, insbesondere auch zur Vermeidung experimentell begründeter Unwägbarkeiten. Ein entsprechender Bedarf entsteht seitens erweiterter Forschungsaktivitäten und industrieller Bedürfnisse, wo die Rekonstruktion limitierter Messdatensätze von Artefakten dominiert wird. Die bekanntesten Einschränkungen betreffen das Limited-View- und Few-Angles-Problem sowie die ROI-Situation, die jeweils unabhängig voneinander untersucht werden, in der Anwendung jedoch zumeist undefiniert vermischt sind, wie etwa in der Elektronen-Tomografie. Die hochauflösende Rekonstruktion von Einzelpixeln wird durch die Wahl eines kleinen Modells von nur 1012 Pixeln visualisiert und ist ohne Filterung möglich. Rekonstruktionen von 90°-Sektoren oder 50 % -ROI-Querschnitten sind fast ohne Auflösungseinschränkungen realisierbar. Die bisher nicht bekannte Möglichkeit, auch außerhalb der ROI präzise zu rekonstruieren, wurde als "Extended ROI"-Methode erfolgreich erprobt. KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Filtering KW - Limited view KW - Region of interest PY - 2010 SN - 0025-5300 VL - 52 IS - 10 SP - 668 EP - 675 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-22068 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lück, S. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schmidt, V. T1 - Statistical analysis of tomographic reconstruction algorithms by morphological image characteristics JF - Image, analysis & stereology N2 - We suggest a procedure for quantitative quality control of tomographic reconstruction algorithms. Our task-oriented evaluation focuses on the correct reproduction of phase boundary length and has thus a clear implication for morphological image analysis of tomographic data. Indirectly the method monitors accurate reproduction of a variety of locally defined critical image features within tomograms such as interface positions and microstructures, debonding, cracks and pores. Tomographic errors of such local nature are neglected if only global integral characteristics such as mean squared deviation are considered for the evaluation of an algorithm. The significance of differences in reconstruction quality between algorithms is assessed using a sample of independent random scenes to be reconstructed. These are generated by a Boolean model and thus exhibit a substantial stochastic variability with respect to image morphology. It is demonstrated that phase boundaries in standard reconstructions by filtered backprojection exhibit substantial errors. In the setting of our simulations, these could be significantly reduced by the use of the innovative reconstruction algorithm DIRECTT. KW - Tomography KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Morphological image analysis KW - Phase boundary KW - Metrology KW - Non-destructive testing PY - 2010 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-210710 DO - https://doi.org/10.5566/ias.v29.p61-77 SN - 1580-3139 SN - 1854-5165 VL - 29 SP - 61 EP - 77 CY - Ljubljana, Slovenia AN - OPUS4-21071 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -