Wissenschaftliche Artikel der BAM
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- Microcracking (4)
Organisationseinheit der BAM
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (73)
- 8.5 Röntgenbildgebung (73)
- 9 Komponentensicherheit (16)
- 9.4 Integrität von Schweißverbindungen (12)
- 5 Werkstofftechnik (11)
- 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation (6)
- 9.6 Additive Fertigung metallischer Komponenten (6)
- 8.0 Abteilungsleitung und andere (4)
- 5.3 Polymere Verbundwerkstoffe (3)
- 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe (2)
- 2 Prozess- und Anlagensicherheit (1)
- 2.5 Konformitätsbewertung Explosivstoffe/Pyrotechnik (1)
- 3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher (1)
- 3.1 Sicherheit von Gefahrgutverpackungen und Batterien (1)
- 3.6 Elektrochemische Energiematerialien (1)
- 5.0 Abteilungsleitung und andere (1)
- 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse (1)
- 7 Bauwerkssicherheit (1)
- 7.1 Baustoffe (1)
- 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren (1)
- 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren (1)
Bikontinuierliche poröse Keramiken für Filteranwendungen weisen eine komplizierte Mikrostruktur auf, in der Poren und Festkörperphase 'vermischt' sind. Mechanische, thermische sowie Filtereigenschaften können nur präzise bestimmt werden, wenn die Morphologie beider Phasen quantitativ angegeben werden kann. Hier werden unter Anwendung von 3D Computertomographie (CT) und verschiedenen Techniken, die auf der Röntgenrefraktion basieren, die Porosität und die Porenorientierung in keramischen Cordierit-Dieselpartikelfiltern bewertet. Dabei werden zur Auswertung der Tomogramme die Fouriertransformierten sowie eine neu entwickelte richtungssensitive Bildanalyse (DIVA, directional interface variance analysis) angewandt. Sowohl die genannten Messtechniken als auch der statistische Ansatz gestatten die Extraktion optional ortsaufgelöster oder gemittelter Werte. Es ergeben sich sehr gute Übereinstimmungen der experimentell ermittelten Porositätswerte mit Ergebnissen aus Quecksilberintrusionsversuchen als auch der ermittelten Porenorientierung im Vergleich zu publizierten Angaben zur kristallographischen Textur. Dies legt den Schluss nahe, dass die Kenntnis der Grenzflächen (zwischen Poren und Materie) genügt, die morphologischen Eigenschaften solcher Materialien hinreichend zu beschreiben.
Die durch Brechung an Mikrostrukturen abgelenkte Röntgenstrahlung wird direkt zweidimensional abgebildet. Dazu werden Modellproben einfacher Geometrie (Fasern, Kapillaren, monodisperse Nano- und Mikropartikel) mit einem auf 50 µm kollimierten Synchrotronstrahl (20 keV) gescannt. Die nach den Regeln der geometrischen Optik an prismatischen und linsenartigen Grenzflächen abgelenkte Strahlung wird in etwa 3 Metern Entfernung von einem Flächendetektor mit 7 µm Ortsauflösung zusätzlich zu der ungestörten Resttransmission des Primärstrahls registriert. In der Abfolge der Radiogramme werden die lokalen Orientierungsänderungen der Probekörper-Grenzflächen bei deren Abtastung mit wenigen Mikrometern Schrittweite bildhaft verfolgt. Mit der hier erreichten Winkelauflösung von etwa 3 Bogensekunden (Streuvektor-Inkremente Δk = 10-3nm-1) kann bei 50 µm Ortsauflösung das Materialvolumen bezüglich innerer Grenzflächen mit Nanometer-Separation auch bei hohen Abtastraten unterhalb einer Sekunde pro Bild charakterisiert werden.