Phasenkontrast-Radiographie und -Tomographie mit Neutronenstrahlen zur zerstörungsfreien Materialanalyse

用于无损材料分析的中子束相衬射线照相和断层扫描

• 批准号: 27603499
• 负责人: Professor Dr. Peter Böni
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/27603499?language=en
• 关键词: Phasenkontrast; Radiographie; und; Tomographie; mit

Die Weiterentwicklung von Werkstoffen und die zunehmende Nutzung von Werkstoffeigenschaften als auch die steigende Komplexität der Produkte erfordern den Einsatz zweckoptimierter Prüfverfahren. Insbesondere die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) von Bauteilen und Werkstoffen stellt ein bedeutendes Hilfsmittel bei der Produktentwicklung, der Optimierung von Produktionsverfahren und der Prozesskontrolle dar. Als zerstörungsfreie Prüfmethoden sind die Röntgenradiographie und -tomographie wichtige Instrumente bei der Untersuchung von Werkstücken und Materialien. Daneben ist die Durchstrahlung mittels Neutronen eine weitere Methode, die seit langem auf dem Gebiet der Materialforschung komplementär zur Röntgenprüfung erfolgreich eingesetzt wird. Durch den Einsatz von Neutronenstrahlung ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber der konventionellen Röntgenstrahlung, wie beispielsweise eine höhere Durchdringungstiefe. Bei der Phasenkontrast-Radiographie werden im Vergleich zur konventionellen Radiographie die Welleneigenschaften der verwendeten Strahlung stärker genutzt. Hierdurch erhält man neben dem Absorptionskontrast, der sich aufgrund unterschiedlicher Schwächung der Strahlung auf unterschiedlichen Wegen durch das Objekt ergibt, den so genannten Phasenkontrast, der besonders an Kanten und Grenzschichten im Objekt auftritt und eine deutlich verbesserte Darstellung dieser Übergangsbereiche ermöglicht. Bislang sind nur wenige Anstrengungen unternommen worden, das Potential des Phasenkontrasteffekts für Anwendungen im industriellen Bereich zu untersuchen, obwohl es sich auf Grund von verfahrenstechnischen Eigenschaften anbietet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, die Methode der Phasenkontrast-Neutronenradiographie sowie der Phasenkontrast-Neutronentomographie auf zukünftige industrielle Applikationen zu übertragen, da sie insbesondere für die zerstörungsfreie Bauteilprüfung sehr viel versprechend erscheinen. Innerhalb des Forschungsvorhabens wird eine systematische Optimierung der anlagenseitigen Parameter durchgeführt, mit dem Ziel einer qualitativen und quantitativen Bewertung der beiden Messverfahren. In Vorversuchen werden anhand von Messphantomen durch Variation der Scan-, Objekt- sowie der Rekonstruktionsparameter die Verfahren optimiert und validiert. Ausgehend von diesen Ergebnissen erfolgt in den Hauptversuchen die Übertragung der Phasenkontrast-Neutronentomographie (Abbildung in 3D) sowie der Phasenkontrast-Neutronenradiographie (Abbildung in 2D) auf industrielle Anwendungsfälle.

Die Weiterentwicklung von Werkstoffen und die zunehmende Nutzung von Werkstoffeigenschaften als auch die steigende Komplexität der Produkte erfordern den Einquizweckoptimierter Prüfverfahren.由于零部件和制造商的零部件自由测试（ZfP）是产品制造、产品优化和过程控制的基础。Als zerstörungsfreie Prüfmethoden sind die Röntgenradiographie und -tomographie wichtige Instrumente bei der Untersuchung von Werkstücken und Materialien. Daneben是一种利用中子辐射的新方法，这种方法在材料研究领域可以用来完成辐射测量。Densden Einstein von Neutronenstrahlung ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber der conventionellen Röntgenstrahlung，wie beispielsweise eine höhere Durchdringungstiefe. Bei der Phasencontrast-Radiographie韦尔登im Vergleich zur konventiellen Radiographie die Welleneigenschaften der verwendeten Strahlung stärker genutzt.在吸收对比测试中，由于物体的存在，使得在Wegen上的辐射强度降低，从而产生相位对比，在物体上产生一种Kanten和Grenzschichten，并使一种德国的超声波在物体上传播。Bislang sind努尔wenige Angluungen unternommen沃登，das Potential des Phasencontrasteffekts für Anwendungen im industriellen Bereich zu untersuchen，obwohl es sich auf Grund von verfaintechnischen Eigenschaften anbietet.这是一种很好的研究方法，这种相控-中子射线照相方法可以用于工业生产中的相控-中子射线照相，因为它可以用于零辐射自由部件的测量。研究的核心是系统地优化设计过程中的参数，并对设计参数进行定性和定量的比较。在前韦尔登和梅斯潘托门通过变化的扫描，对象sowie的reconstruktionsparameters的Verfahren优化和验证。在工业应用中，相位对比-中子射线照相术（2D Abbildung）的3D Abbildung（相位对比-中子射线照相术）的最高测量值是由该测量结果确定的。