Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi
Download
1 / 33

- PowerPoint PPT Presentation


  • 105 Views
  • Uploaded on

Beröringsfri 3D-avbildning av pellets med röntgenbaserad mikrotomografi. Fredrik Forsberg Avd. för Experimentell mekanik Luleå tekniska universitet. Innehåll. Bakgrund till förstudie Avbildning av pellets med röntgenbaserad mikrotomografi

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '' - satin


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi
Beröringsfri 3D-avbildning av pellets med röntgenbaserad mikrotomografi

Fredrik Forsberg

Avd. för Experimentell mekanik

Luleå tekniska universitet


Inneh ll
Innehåll mikrotomografi

  • Bakgrund till förstudie

  • Avbildning av pellets med röntgenbaserad mikrotomografi

    • Grön torkad pellet - sfäriskt prov med diameter 4.5 mm

    • Sintrad pellet - fullstor “sfärisk” pellet med diameter 13-16 mm

  • Slutsatser och framtidsutsikt


Bakgrund till f rstudie

Kort beskrivning av avhandling mikrotomografi

Bakgrund till förstudie


Bakgrund till f rstudie1

Kort beskrivning av avhandling mikrotomografi

Bakgrund till förstudie

I avhandlingen presenteras en metod för 3D avbildning och analys av inre deformationer i icke-homogena material.

Det undersökta materialet avbildas med Röntgenbaserad mikrotomografi – först i obelastat och sedan i belastat tillstånd.

De två avbildningarna analyseras sedan med en 3D mönster-igenkänningsmetod, kallad Volymkorrelation, vilket resulterar i en 3D karta som beskriver den deformation som uppkommit inuti materialet vid belastningen.

Denna metod ger oss därför en kvantitativ bestämning av hur materialet påverkas av ett visst belastningsfall, i varje punkt inuti provet.


R ntgenbaserad mikrotomografi

Metodbeskrivning mikrotomografi

Röntgenbaserad mikrotomografi


R ntgenbaserad mikrotomografi1
Röntgenbaserad mikrotomografi mikrotomografi

Metodbeskrivning

Vid en tomografisk avbildning tas ca 1000 röntgenbaserade projektionsbilder i jämn följd medan provet roteras ett varv.

Från dessa projektionsbilder återskapas sedan en strukturell 3D bild av provet med hjälp av en tomografiska rekonstruktionsalgoritm.

Principen är densamma som för klinisk avbildning med datortomografi (skiktröntgen) på sjukhus – fast i mindre skala och med högre upplösning.

Angle of

rotation

360˚

180˚


Bakgrund till f rstudie2

Kort beskrivning av avhandling mikrotomografi

3D analys av deformationer

Bakgrund till förstudie

Ursprunglig volym

Deformerad volym


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi1
Beröringsfri 3D-avbildning av pellets med röntgenbaserad mikrotomografi

Fredrik Forsberg

Avd. för Experimentell mekanik

Luleå tekniska universitet


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Röntgenbaserad mikrotomografi mikrotomografi

Beskrivning av de system som har använts i denna studie

System 1 – Mikrotomografisystem vid LTU

System 2 – Mikrotomografisystem vid Schweiz statliga materialforskningsinstitut, EMPA, Dübendorf, Schweiz.

System 3 – Mikrotomografisystem från Phoenix x-ray / GE (Demo)

System 4 – Nanotomografisystem från Phoenix x-ray / GE (Demo)

Max. upplösning ~20 µm.

Max. upplösning ~2 µm.

Namn: “v|tome|x s” / Max. upplösning = 4 µm.

Namn: “nanotom” / Max. upplösning ~ 0.5 µm.


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Tomografisk avbildning av grön torkad pellet.

Sfärisk geometri med diameter 4.5 mm.

Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Struktur i mittersta xy-plan.

Avbildat med system 1

Upplösning: 25 µm

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Struktur i mittersta xy-plan.

Avbildat med system 2

Upplösning: 4.3 µm

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Förstoring av delområde

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Struktur i mittersta xy-plan.

Avbildat med system 4

Upplösning: 4 µm

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Förstoring av delområde

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

3D-struktur

Avbildat med system 4

Upplösning: 4 µm

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

  • Grön pellet – sfäriskt prov, Ø4.5 mm

Analys av defekter inuti 3D struktur.

Baserat på bilddata från system 4.

Upplösning: 4 µm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av fullstor sintrad pellet mikrotomografi

Ø13-16 mm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Sintrad pellet – fullstor, Ø13-16 mm

  • Struktur i mittersta xy-planet.

  • Avbildat med system 3

  • Upplösning: 4 µm


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Sintrad pellet – fullstor, Ø13-16 mm

Förstoring av delområde


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Avbildning av pellets mikrotomografi

Sintrad pellet – fullstor, Ø13-16 mm

3D-struktur i fullstor pellet

Avbildat med system 4

Upplösning: 12 µm



Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Slutsatser och framtidsutsikt mikrotomografi

  • Slutsatser

  • Det är möjligt att göra tomografisk 3D avbildning av pellets med väldigt hög upplösning. Här visas rekonstruerade strukturer med upplösning 4.0 µm – 25 µm. Det är dock möjligt att göra liknande avbildning med upplösning under 1 µm.

  • Den fullständiga 3D strukturen inuti pelletsen avbildas beröringsfritt.

  • System 4 (Nanotom) klarar avbildning av såväl mindre labbprover som fullskaliga pellets.


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Slutsatser och framtidsutsikt mikrotomografi

Slutsatser (forts.)

Av de fyra avbildningssystem som använts här så ger system 2, 3 och 4 väldigt hög upplösning och kontrast, medan system 1 (vårat eget) ger en begränsad upplösning.

Den inhomogena och slumpmässiga strukturen i det rekonstruerade 3D datat gör att materialet lämpar sig bra för deformationsanalys med Volymkorrelation.


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Slutsatser och framtidsutsikt mikrotomografi

Möjligheter till samarbete


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Slutsatser och framtidsutsikt mikrotomografi

Möjligheter till samarbete

  • Kemiteknik, TKG,LTU

  • Jonas Hedlund

  • Johanne Mouzon (SEM-avbildning)

  • Iftekhar Uddin Bhuiyan (SEM-avbildning)

  • Systemteknik, LTU

  • Matthew Thurley (bildbehandling malmprov)

  • Strömningslära, TFM, LTU

  • Staffan Lundström

  • Anna-Lena Ljung (Sim. av torkn. process)

  • Hållfasthetslära, TFM, LTU

  • Hans-Åke Häggblad

  • Gustaf Gustafsson (Sim. av flöden/yttre påverkan )

  • FoU, LKAB

  • Schweiz statliga materialforskningsinstitut, EMPA, Schweiz

  • Dept. Of Engineering Science, Oxford University, UK


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Slutsatser och framtidsutsikt mikrotomografi

  • Ansökan om finasiellt stöd för inköp av

  • nytt mikrotomogafisystem.

  • Siktar på ”Nanotom”-system

  • Wallenbergstiftelsen

  • Kempestiftelsen

  • Förslag...?


Ber ringsfri 3d avbildning av pellets med r ntgenbaserad mikrotomografi

Tack till mikrotomografiProcessIT Innovations

för finasiering av denna förstudie!