TY - GEN A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Illerhaus, Bernhard A1 - Goebbels, Jürgen T1 - First refraction enhanced 3D computed tomography T2 - International Symposium on Computed Tomography and Image Processing for Industrial Radiology CY - Berlin, Germany DA - 2003-06-23 PY - 2003 SN - 3-931381-48-X N1 - Serientitel: DGZfP-Proceedings BB – Series title: DGZfP-Proceedings BB IS - 84-CD PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-2519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Lange, Axel A1 - Müller, Bernd R. T1 - X-ray dark field imaging N2 - A new kind of enhanced contrast X-ray imaging of weakly absorbing materials in dark field mode is presented. Samples such as plastics and biological tissue are a perpetual challenge for radiographic imaging. Recent innovative approaches such as Diffraction Enhanced Imaging (DEI), “phase contrast”, grating interferometry (Talbot-Lau), or Refraction Enhanced Imaging (REI) have in common that they yield enhanced contrast based on deflected X-rays. Here, we introduce a REI modification, which works with a slightly bent single crystal reflecting in Bragg geometry. The samples are placed upstream of the thin crystal within a parallel synchrotron beam. The crystal’s curvature creates a dark-field stripe in the transmission image, similar to the inverse of a Darwin-Prins rocking curve of plane crystals. The reflection condition is met better or worse as a steady function of incidence position. Refracted beam portions of sample interfaces appear bright on black stripes. The entire image is finally synthesized by multiple dark-field stripes. The technique is an alternative to the mentioned techniques. We demonstrate the technique’s advantage by examples of biological and technical microstructures. T2 - ECNDT 2014 - 11th European conference on non-destructive testing CY - Prague, Czech Republic DA - 06.10.2014 KW - X-ray refraction KW - Refraction enhanced imaging (REI) KW - Phase contrast KW - Radiology KW - Soft matter radiography PY - 2014 SN - 978-80-214-5018-9 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-31971 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Synchrotron-based micro-CT and refraction-enhanced micro-CT for non-destructive materials characterisation N2 - X-ray computed tomography is an important tool for non-destructively evaluating the 3-D microstructure of modern materials. To resolve material structures in the micrometer range and below, high brilliance synchrotron radiation has to be used. The Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) has built up an imaging setup for micro-tomography and -radiography (BAMline) at the Berliner storage ring for synchrotron radiation (BESSY). In computed tomography, the contrast at interfaces within heterogeneous materials can be strongly amplified by effects related to X-ray refraction. Such effects are especially useful for materials of low absorption or mixed phases showing similar X-ray absorption properties that produce low contrast. The technique is based on ultra-small-angle scattering by microstructural elements causing phase-related effects, such as refraction and total reflection. The extraordinary contrast of inner surfaces is far beyond absorption effects. Crack orientation and fibre/matrix debonding in plastics, polymers, ceramics and metal-matrix-composites after cyclic loading and hydro-thermal aging can be visualized. In most cases, the investigated inner surface and interface structures correlate to mechanical properties. The technique is an alternative to other attempts on raising the spatial resolution of CT machines. KW - Refraction KW - Computed tomography KW - NDE KW - Ti-MMC KW - Lightweight materials KW - Metal matrix composites KW - Synchrotron radiation KW - X-ray refraction PY - 2009 DO - https://doi.org/10.1002/adem.200800346 SN - 1438-1656 VL - 11 IS - 6 SP - 435 EP - 440 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-20564 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Manke, I. A1 - Kardjilov, N. A1 - Arlt, Tobias A1 - Grothausmann, R. T1 - Reconstruction of limited computed tomography data of fuel cell components using direct iterative reconstruction of computed tomography trajectories N2 - CT (computed tomography) reconstructions of fuel cell components of a yet unrivaled spatial resolution and quality are presented. This is achieved by application of the novel DIRECTT (Direct Iterative Reconstruction of Computed Tomography Trajectories) algorithm. We focus on two different key issues which essentially rule the fuel cell's durability on different length scales and physical interactions. On the resolution scale of some 100 µm agglomerations of condensed water in flow-field channels are detected by means of quasi-in situ neutron CT (after operation). Five orders of magnitude below nanometer sized Ru catalyst particles on carbon black support are visualized by electron tomography. Both types of experiments are especially adapted to the type of material involved but they are accompanied by severe deviations from ideal CT measuring conditions, as well. In order to overcome the tremendous reconstruction artifacts of standard algorithms, we employ DIRECTT which is described in detail. Comparisons of DIRECTT reconstructions to the conventional filtered back projection, prove the significant improvements in both experimental methods. KW - PEM fuel cell KW - Neutron computed tomography KW - Electron tomography KW - Reconstruction algrorithm KW - Water management KW - Catalyst PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.10.106 SN - 0378-7753 VL - 196 IS - 12 SP - 5293 EP - 5298 PB - Elsevier CY - Amsterdam [u.a.] AN - OPUS4-23589 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Characterization of metal matrix composites by synchrotron refraction computed topography KW - Metal matrix composites KW - Refraction KW - Synchrotron radiation KW - Computed tomography KW - Analyzer based imaging KW - Diffraction enhanced imaging PY - 2010 DO - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.638-642.967 SN - 0255-5476 VL - 638-642 SP - 967 EP - 972 PB - Trans Tech Publications CY - Aedermannsdorf, Switzerland AN - OPUS4-20563 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Axel A1 - Müller, Bernd R. A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Kupsch, Andreas T1 - Korrektur des Hinterleuchtens an CT-Synchrotrondaten N2 - In den unterschiedlichsten Methoden der Computertomographie tritt häufig ein diffuses Untergrundsignal in den Einzelprojektionen auf: im Falle der Parallelstrahl-CT mit Synchrotronstrahlung handelt es sich um ein Hinterleuchten durch den Fluoreszenzschirm, der vor der CCD-Kamera angeordnet ist. Dieses Hinterleuchten unterscheidet sich von dem bekannten Nachleuchten (Phosphoreszenz) durch zeitliche Konstanz. Hier äußert sich das Hinterleuchten als Modulation der projizierten Masse und somit als Funktion der Phase (Projektionswinkel) und des Aspektverhältnisses des Objektes. Der Einfluss des Hinterleuchtens ist abhängig von der Größe des von der Probe abgeschatteten Detektorbereiches und des Objektumfangs (Dynamik). Dies hat u.a. zur Folge, dass Abweichungen vom Absorptionsgesetz auftreten, die umso stärker ausgeprägt sind, je weniger Detektorfläche das Objekt abdeckt und je stärker das Objekt schwächt. Dabei können Aufhärtungseffekte wegen der monochromatischen Strahlung ausgeschlossen werden. Mit Referenzmessungen und einem isotropen, homogenen Ansatz, der diese Abweichung als Hinterleuchten beschreibt, lassen sich die auftretenden Fehler deutlich verringern. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Hinterleuchten KW - Detektor KW - Fluoreszenzschirm KW - Synchrotron-Radiographie KW - Computer-Tomographie PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-250038 SN - 978-3-940283-33-7 IS - DGZfP-BB 127 (P6) SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-25003 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Issever, A.S. A1 - Diederichs, G. A1 - Majumdar, S. A1 - Rogalla, P. A1 - Hamm, B.K. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Müller, Bernd R. T1 - Analyser-based tomography images of cartilage N2 - Analyser-based imaging expands the performance of X-ray imaging by utilizing not only the absorption properties of X-rays but also the refraction and scatter rejection (extinction) properties. In this study, analyser-based computed tomography has been implemented on imaging an articular cartilage sample, depicting substructural variations, without overlay, at a pixel resolution of 3.6 µm. KW - Cartilage KW - Analyser-based imaging KW - Computed tomography PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1107/S0909049508014829 SN - 0909-0495 SN - 1600-5775 VL - 15 IS - Part 5 SP - 525 EP - 527 PB - Blackwell Publishing CY - Oxford AN - OPUS4-17852 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Synchrotron-Refraktions-Computer-Tomographie - EIne neue Methode zur Erkennung von Grenzflächen T2 - DGZfP-Jahrestagung 2009 CY - Münster, Deutschland DA - 2009-05-18 KW - Synchrotronstrahlung KW - Refraktion KW - Diffraktion KW - Kleinwinkelstreuung KW - Materialcharakterisierung KW - Zerstörungsfrei PY - 2009 SN - 978-3-940283-16-0 IS - DGZfP-BB 115 (Di.1.A.1) SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-20609 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hilger, A. A1 - Manke, I. A1 - Lück, S. A1 - Schmidt, V. A1 - Grothausmann, R. T1 - Reduzierung von Missing-Wedge-Artefakten der CT mit DIRECTT N2 - Typische 'Missing Wedge'(MW)-Artefakte in Rekonstruktionen der Computertomografie können mit dem iterativen DIRECTT-Algorithmus (Direkte iterative Rekonstruktion computertomografischer Trajektorien) unterdrückt werden. Die durch fehlende Projektionswinkel bedingten MW-Restriktionen betreffen bisher nur Sonderapplikationen der Röntgen- und Neutronentomografie, müssen in der Nanometer auflösenden Elektronentomografie jedoch als Standard akzeptiert werden. Die MW-Artefakte werden besonders effektiv mit einer spezifischen DIRECTT-Prozedur partiell diskreter Zwischenlösungen beseitigt. Für die Beurteilung der Abbildungsqualität werden Rekonstruktionen von vollständigen und unvollständigen Mess- und Modell-Datensätzen erzeugt und mit Ergebnissen anderer Algorithmen (gefilterte Rückprojektion (FBP) und ART-Methoden) verglichen. Die Fourier-Transformierten der Rekonstruktionen demonstrieren die erfolgreiche Ergänzung der fehlenden Information im MW-Bereich. Die quantitative Bewertung der lokalen Rekonstruktionsqualität mit Methoden der räumlichen Statistik ergibt auch für unterschiedliche Signal-Rausch-Verhältnisse signifikante Vorteile gegenüber FBP und ART. KW - Computertomographie (CT) KW - Rekonstruktionsalgorithmus KW - DIRECTT KW - Missing wedge KW - Statistische Bewertung KW - Elektronentomographie KW - Iterative Rekonstruktion PY - 2014 UR - http://www.hanser-elibrary.com/doi/pdf/10.3139/120.110612 SN - 0025-5300 VL - 56 IS - 9 SP - 716 EP - 721 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-31377 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tötzke, C. A1 - Manke, I. A1 - Gaiselmann, G. A1 - Bohner, J. A1 - Müller, Bernd R. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Schmidt, V. A1 - Banhart, J. A1 - Lehnert, W. T1 - A dedicated compression device for high resolution X-ray tomography of compressed gas diffusion layers N2 - We present an experimental approach to study the three-dimensional microstructure of gas diffusion layer (GDL) materials under realistic compression conditions. A dedicated compression device was designed that allows for synchrotron-tomographic investigation of circular samples under well-defined compression conditions. The tomographic data provide the experimental basis for stochastic modeling of nonwoven GDL materials. A plain compression tool is used to study the fiber courses in the material at different compression stages. Transport relevant geometrical parameters, such as porosity, pore size, and tortuosity distributions, are exemplarily evaluated for a GDL sample in the uncompressed state and for a compression of 30 vol.%. To mimic the geometry of the flow-field, we employed a compression punch with an integrated channel-rib-profile. It turned out that the GDL material is homogeneously compressed under the ribs, however, much less compressed underneath the channel. GDL fibers extend far into the channel volume where they might interfere with the convective gas transport and the removal of liquid water from the cell. KW - PEM fuel cell KW - Gas diffusion layer (GDL) KW - Compression device KW - X-ray tomography KW - Synchrotron KW - Tortuosity PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1063/1.4918291 SN - 0034-6748 SN - 1089-7623 VL - 86 IS - 4 SP - 043702-1 EP - 043702-6 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY, USA AN - OPUS4-33081 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Illerhaus, Bernhard A1 - Goebbels, Jürgen A1 - Bamberg, J. A1 - Heutling, F. T1 - Refraction computed tomography - Application to metal matrix composites N2 - Erstmals wurden MMCs mit Hilfe der Interface-Kontrast verstärkenden Röntgen-Refraktions-Technik in Kombination mit der 3D-CT-Technik untersucht. Die Methode der Röntgen-Refraktions-Topography sowie der Röntgen-Refraktions-Tomography wurden in den letzten Jahren speziell für die zerstörungsfreie Charakterisierung von Leichtbau-Hochleistungs-Werkstoffen wie Verbund-Werkstoffen und Keramiken entwickelt. Die Technik basiert auf der Refraktion von Röntgenlicht an Grenzflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Elektronendichte wie z.B. Faser- und Matrix-Werkstoff. Auf Grund der kurzen Röntgen-Wellenlänge hat der Brechungsindex einen Wert dicht bei eins, sodass der Streuwinkel nur wenige Bogenminuten beträgt. Der Vorteil der kurzen Wellenlänge besteht jedoch darin, dass Poren und Risse detektiert werden können, deren Größe im Nanometerbereich liegen. Damit kann die Refraktions-Technik zum besseren Verständnis von Mikro- und Submikro-Strukturen in der Materialwissenschaft eingesetzt werden. Mit der hier vorgestellten Refraktions-CT wurden Ermüdungsmechanismen an MMCs, bestehend aus SiC-Faser verstärktem Titan (Ti6242) untersucht. Die Messungen wurden am Röntgen-Messplatz der BAM (BAMline) am Synchrotron-Speicherring-BESSY in Berlin Adlershof durchgeführt. KW - X-ray refraction KW - Computed tomography PY - 2004 DO - https://doi.org/10.3139/120.100592 SN - 0025-5300 VL - 46 IS - 6 SP - 314 EP - 319 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-5870 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -