Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zalecenia dotyczące bezpiecznego laboratoryjnego suszenia gruntów z wykorzystaniem mikrofal

Jastrzębska Małgorzata, Kaczmarek Łukasz

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 5-6

146--151

PL

Brak klarownych wytycznych suszenia mikrofalowego dla określenia wilgotności czy tylko „podsuszania” gruntów przed właściwymi badaniami cech mechanicznych może prowadzić do niekontrolowanych zmian właściwości fizyko-mechanicznych gruntów. W niektórych przypadkach może to grozić nawet „eksplozją” materiału badawczego. Na podstawie licznych i szczegółowych badań wilgotności sformułowano wskazówki na temat optymalizacji parametrów bezpiecznego wykorzystania mikrofalówek w laboratorium geotechnicznym.

EN

The use of microwave drying to determine the water content or only to “pre-drying” of the soils before the proper tests of their mechanical properties, need to be established in detailed way. Without knowledge of the basic criteria for such procedure, may lead to uncontrolled changes in the physical and mechanical properties of soils - even soil “explosion”. On the basis of detailed water content studies, the guidelines were formulated on optimizing the parameters for the safe use of a microwave oven in a geotechnical laboratory.

2

Mikrotomografia komputerowa w służbie inżynierii drogowej

Mączka Eryk

Builder

|

2020

|

R.24, nr 5

28--32

PL

W artykule o charakterze przeglądowym zaprezentowano potencjał mikrotomografii komputerowej, która może zostać zastosowana do badań i analiz strukturalnych materiałów drogowych takich jak mieszanki mineralno-asfaltowe. Praca zawiera opis metodologii badania z użyciem mikrotomografu komputerowego przeznaczonego do dokładnych badań materiałowych. Zaprezentowano ocenę strukturalną materiału, analizę porowatości oraz wykorzystanie obrazowania tomograficznego do oceny mechanistyczno-wytrzymałościowego materiału. Na przykładzie nowatorskiej analizy agresji chemicznej wywołanej agresją chlorkową przedstawiono dodatkowe możliwości techniczne urządzenia. Artykuł kończy podsumowanie opisanych zastosowań tej metody badawczej w stosunku do mieszanek mineralno-asfaltowych. Wskazano na zalety i możliwości wprowadzenia mikrotomografii do powszechnego użycia w drogowej inżynierii lądowej.

EN

The article shows the potential of computer microtomography that can be used for research and structural analysis of road materials such as asphalt mixtures. The work contains a description of the research methodology using a computer microtomograph on the example of asphalt concrete. The paper discusses the structural assessment of the material, porosity analysis, the use of tomographic imaging to assess the mechanics and strength of the material, and presents a novelty in the form of an analysis of chemical aggression caused by chloride aggression. The article ends with a summary of the applications of this research methodology in relation to asphalt mixtures and indicates the advantages and possibilities of introducing microtomography for widespread use in road engineering.

3

Application of the X-ray micro-computed tomography to the analysis of the structure of polymeric materials

Szewczykowski Piotr P., Skarżyński Łukasz

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 1

12--22

EN

In this paper the application of X-ray micro-computed tomography (micro-CT) as a non-destructive testing method of polymeric materials is presented. Increasing applicability of polymers in variedend-use industries such as automotive, building and construction, consumer goods, and packaging is propelling the growth of the global polymer processing market. However, controlling of the polymer structure is one of the most important aspects since it affects mechanical properties of the components. The paper contains examples of two- and three-dimensional analysis of selected polymeric materials using of X-ray micro-computed tomography. Due to the complex structure of polymers, their shape and pores that are embedded inside the material and are not connected to the surface, the X-ray micro-computed tomography is an ideal solution for the analysis of the microstructure of polymeric materials to improve the process of their production in order to obtain components with the best possible properties.

PL

Przedstawiono zastosowanie mikrotomografii komputerowej do bezinwazyjnej analizy struktury wewnętrznej materiałów polimerowych. Zwiększenie możliwości zastosowania polimerów w różnych branżach, takich jak: motoryzacja, budownictwo i opakowania, napędza rozwój światowego rynku przetwórstwa polimerów. Kontrola struktury materiałów, mającej ogromny wpływ na właściwości mechaniczne kompozytów polimerowych, jest bardzo istotna. Przedstawiona metoda mikrotomografii komputerowej, służąca ulepszeniu procesu wytwarzania komponentów o jak najkorzystniejszych właściwościach, jest idealnym narzędziem do analizy mikrostruktury materiałów polimerowych ze względu na ich złożoną budowę, kształt oraz liczbę porów zawartych w strukturze materiału (niestykających się z jego powierzchnią zewnętrzną). Podano przykłady dwu- i trójwymiarowej analizy mikrostruktury wybranych materiałów polimerowych z zastosowaniem mikrotomografii komputerowej.

4

Quantitative and qualitative assessment of the impact of osteoporosis on endplate layers

Wojtkow Magdalena, Kielbowicz Zdzislaw, Biezynski Janusz, Pezowicz Celina

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2019

|

Vol. 39, no. 3

797--805

EN

The endplate (EP) is a composite structure made of osseous and cartilage components that separates the intervertebral disc from the vertebral body. As an intermediary link between rigid bone tissue and the flexible intervertebral disc, EP is affected by structural changes as well as changes in biomechanical properties of both these elements caused by pathological changes in the spine. One of the modern civilization hazards related to the skeletal system are osteoporotic changes. Although the influence of osteoporosis on vertebral bodies has been extensively researched, there is still a lack of information about its impact on the structure of the endplate itself. The aim of this study was to carry out a quantitative and qualitative assessment of the impact of osteoporosis on individual layers of EP. An animal model of the cervical and thoracic vertebrae was used. The analyses were conducted on two study groups: control (healthy sheep) and osteoporotic (with induced osteoporosis). Microstructural changes were analyzed using a micro-CT scanner, while mechanical parameters were analyzed using the microindentation test. There were no statistically significant differences in the analyzed parameters between cranial and caudal endplates. The performed tests showed significant changes in the trabecular microarchitecture of the endplate layer caused by osteoporosis. Despite the presence of morphometric changes in the osteoporotic group, no significant changes were observed in the mechanical properties of analyzed structures. A comparison of the mechanical parameters obtained for healthy endplates of the sheep model showed a high correlation with literature data for the human model.

5

Struktura wewnętrzna pian RVC

Macek W., Gancarczyk A., Iwaniszyn M., Sindera K., Korpyś M., Stępak B., Kołodziej A.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2018

|

nr 22

69--76

PL

Analiza wewnętrznej struktury szkieletu pian węglowych (Reticulated Vitreous Carbon, RVC), przeprowadzona za pomocą mikrotomografii komputerowej, nie pozwoliła w sposób jednoznaczny określić w jakim stopniu ich struktura jest nieciągła. Dlatego, w celu dokładniejszej obserwacji zastosowano elektronową mikroskopię skaningową oraz optyczną. Wykonano również mikroprzekroje plazmą ksenonu i ablację laserową. Ponadto przeanalizowano topografię powierzchni przełomu szkieletu pian RVC. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że szkielet pian RVC nie wykazuje wewnętrznej porowatości.

EN

The analysis of the internal structure of RVC foams (Reticulated Vitreous Carbon) skeleton carried out by computed microtomography, did not allow to unambiguously determine to what extent their structure is discontinuous. Therefore, for more accurate observation, scanning electron microscopy and optical microscopy were used. Micro-cuts with Xenon plasma and laser ablation were also done. In addition, the topography of the breakthrough surface of the RVC foam skeleton was analyzed. On the basis of the conducted tests, it was found that the RVC foam skeleton does not show internal porosity.

6

Effect of surface modification by acetone vaporization on the structure of 3D printed acrylonitrile-butadiene-styrene elements

Marciniak D., Szewczykowski P., Czyżewski P., Sykutera D., Bieliński M.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 11-12

785--790

EN

The internal structure of samples produced by additive manufacturing (AM) technology of copolymer acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) was studied by microcomputer tomography (micro-CT). The results of micro-CT were correlated with the mechanical properties of samples. The aim of this paper was to demonstrate the acetone vaporization influence on the structure and mechanical properties of ABS samples printed with additive manufacturing technology. Samples were printed on three different devices and scanned with micro-CT after acetone vapors treatment. Mass and hardness of the samples were measured. Finally, the static tensile test was performed. Irregularly spaced voids, which directly affected samples properties, have been detected. Under the influence of acetone vaporization, the properties of the samples have changed such as: number of voids, mass, hardness, tensile strength.

PL

Strukturę wewnętrzną próbek wykonanych metodą technologii przyrostowej z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren (ABS) zbadano za pomocą mikrotomografu komputerowego (CT). Wyniki skanów CT skorelowano z właściwościami mechanicznymi próbek. Oceniano wpływ oddziaływania par acetonu na strukturę i właściwości próbek z ABS wykonanych w technologii przyrostowej. Próbki przygotowano z zastosowaniem trzech różnych urządzeń i po waporyzacji acetonowej zeskanowano je za pomocą mikrotomografu. Wyznaczono masę, twardość oraz przeprowadzono statyczną próbę rozciągania próbek. W strukturze elementów z ABS stwierdzono obecność nieregularnie rozmieszczonych porów, wpływających na właściwości próbek. Pod wpływem waporyzacji acetonowej zmieniły się właściwości próbek, takie jak: liczba porów, masa, twardość oraz wytrzymałość na rozciąganie.

7

Non-invasive analysis and visualization of objects from FSW AlSi9Mg/2017A aluminum alloy joints

Wójcicka A., Mroczka K., Kowalski M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 44, no. 3

145--152

EN

Friction stir welding (FSW) technology allows for the welding of materials that differ in their chemical compositions, microstructures, and properties. When selecting the parameters, it is necessary to analyze the structure of a weld and eliminate the defects. The use of X-ray microtomography creates the possibility of precise imaging of a joint structure – especially when it contains defects (voids). The tests were carried out on an FSW joint made with both 2017A and AlSi9Mg aluminum alloys. The macrostructure was cross-sectional, and a defect was found in the middle part of the joint and on the advancing side. We used a conventional method of observation light microscopy. Then, an analysis was performed using X-ray microtomography, which revealed the shape of the defect in 3D. Individual cross-sections were extracted, which enabled us to measure the geometric quantities. A dependence was found for the shape of the defect on the welding parameters and the variability of its construction. The usefulness of this advanced material imaging technology for the analysis of FSW welds has been confirmed.

PL

Technologia FSW umożliwia zgrzewanie materiałów różniących się składem chemicznym, mikrostrukturą i właściwościami. Przy doborze parametrów konieczna jest analiza struktury złącza i eliminacja ewentualnych wad. Zastosowanie mikrotomografii komputerowej umożliwia precyzyjne obrazowanie budowy złącza, szczególnie gdy zawiera wady (pustki). Badania przeprowadzono na złączu FSW stopów aluminium 2017A i AlSi9Mg. Zbadano makrostrukturę na przekroju poprzecznym i stwierdzono obecność wady w środkowej części złącza i po stronie natarcia. Zastosowano konwencjonalną metodę obserwacji – mikroskopię świetlną. Następnie wykonano analizę złącza z zastosowaniem tomografii komputerowej, która ujawniła kształt wady w wymiarze 3D. Wyekstrahowano poszczególne przekroje, które umożliwiły wykonanie pomiarów wielkości geometrycznych. Stwierdzono zależność kształtu wady od parametrów zgrzewania oraz zmienność jej budowy. Potwierdzono przydatność tej zaawansowanej technologii obrazowania budowy materiałów do analizy złącz FSW.

8

Porównanie skuteczności różnych metod wprowadzania porów do biomateriału na bazie ceramiki hydroksyapatytowej

Syta E., Kazimierczak P., Stadnicka G., Pałka K., Ginalska G., Przekora A.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 2

89--101

PL

Wysoka makroporowatość biomateriału, która sprzyja procesowi angiogenezy, ma największy wpływ na dobrą osseointegrację implantu z kością pacjenta. W niniejszej pracy porównano skuteczność trzech różnych metod wprowadzania porów do biomateriału polimerowo-ceramicznego w celu wykorzystania go do zastosowań w medycynie regeneracyjnej kości. W ramach badań modelowy biomateriał zbudowany z agarozy i bioceramiki w postaci nanoproszku hydroksyapatytowego został wyprodukowany przy pomocy trzech alternatywnych metod z wykorzystaniem: 1. porogenów stałych (ang. porogen leaching, P-L), 2. gazu CO2 jako porogenu (ang. gas-foaming, G-F) i 3. procesu liofilizacji (ang. freeze-drying, F-D). Następnie porównano mikrostrukturę oraz porowatość otrzymanych biomateriałów. Wyniki badań wykazały, że biomateriał wytworzony metodą F-D posiada największą porowatość otwartą i całkowitą oraz charakteryzuje się obecnością porów zespolonych, które w warunkach ustrojowych stymulują proces angiogenezy. Ponadto technika F-D jako jedyna umożliwia równomierną dystrybucję porów w obrębie całej próbki.

EN

High macroporosity of the biomaterial, which is crucial for the angiogenesis process, has a great impact on good osseointegration of the implant with patient bone. In this study, effectiveness of three various methods for pore introduction into polymer-ceramics biomaterial for potential bone regenerative medicine applications was compared. Within the research, a model biomaterial made of agarose and bioceramics in the form of nanohydroxyapatite powder was produced using: (i) a porogen leaching method (P-L), (ii) CO2 gas as a porogen (gas-foaming method, G-F), and (iii) the lyophilisation process (freeze-drying method, F-D). Then, the microstructure and porosity of fabricated biomaterials were compared. Obtained results demonstrated that the biomaterial produced by the F-D method possesses the highest open and total porosity as well as is characterized by the presence of network of interconnected pores, which in physiological conditions stimulates the angiogenesis process. Moreover, F-D technique is the only one that allows for uniform distribution of pores within whole volume of the sample.

9

Zastosowanie mikrotomografii komputerowej (μCT) w diagnostyce jakości zabezpieczenia otworów wiertniczych przed migracją gazu

Bolewski Ł., Karpiński B., Kmieć M., Szkodo M.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 5

50--57

PL

Artykuł opisuje badania nad negatywnym zjawiskiem występującym w wiertnictwie otworowym pod nazwą migracja gazu z wykorzystaniem metody mikrotomografii komputerowej μCT (ang. computed microtomography). Opisano główne przyczyny powstawania tego negatywnego zjawiska polegającego na przepływie gazów, a także płynów w zaczynie cementacyjnym lub kamieniu cementowym. Przygotowano próbki imitujące zacementowany odcinek rur okładzinowych. Skupiono się na wykorzystaniu mikrotomografii komputerowej, oraz analizie zrekonstruowanego trójwymiarowego obrazu w celu sprawdzenia jakości zacementowania. Przedstawiono zalety tej metody oraz możliwości analizy powstałych kamieni cementowych.

EN

This paper presents a description of the gas migration phenomenon. Main causes of this negative phenomenon consisting in fluid or gas flow in the cement slurry or bounded cement sheath have been described. The paper describes the use of the computed microtomography (μCT) and analysis of the reconstructed three-dimensional (3D) images, in order to check the quality of cementation samples prepared at the Faculty of Mechanical Engineering. The paper presents the advantages and opportunities of X-ray computed microtomography analysis of the bonded cement sheath.

10

Zastosowanie mikrotomografii komputerowej do oceny ewolucji sieci spękań w materiałach kruchych

Łydżba D., Pachnicz M., Rajczakowska M., Różański A., Sobótka M., Stefaniuk D.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 6

48--49

PL

W artykule przedstawiono analizę wyników badania w mikrotomografie komputerowym sieci spękań w próbkach skalnych, poddanych testom jednoosiowego ściskania. Próbki były skanowane w mikrotomografie komputerowym przed testem, następnie po obciążeniu siłą o wartości 40 – 50% siły niszczącej, a także po osiągnięciu granicy makrodylatancji (lub granicy wytrzymałości). Analiza uzyskanych trójwymiarowych obrazów skanowania pozwoliła opisać w sposób ilościowy morfologię sieci spękań: porowatość, rozkłady przestrzenne szerokości spękań i krętości, a także wskaźnik SMI (ang. structure model index). Znajomość wymienionych wielkości jest przydatna przy określaniu parametrów przepuszczalności badanego materiału.

EN

The paper presents the analysis of crack network development induced in rock samples, subjected to uniaxial compression. The samples were scanned using micro-computer tomography after three stages of load: before loading, after application of a force equal to 40–50% of ultimate limit and, finally, after reaching microdilatancy threshold (or ultimate limit force). The analysis of acquired 3D images at every loading stage included fracture network segmentation and determination of chosen quantities describing its morphology: porosity (fraction of void space), spatial distribution of fracture aperture, tortuosity as well as structure model index (SMI). The parameters can be used to determine permeability parameters of cracked material.

11

Ocena zagrożenia gazowego w kopalni Rudna na podstawie analizy porowatości dolomitów z poziomu zbiornikowego

Poszytek A., Rożek R., Dudek L.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

47--58

PL

W kopalni Rudna nad stropem wyrobisk górniczych odnotowano występowanie poziomu dolomitu, w obrębie którego znajduja się izolowane pułapki z gazem pod wysokim ciśnieniem. Badany poziom stanowi duże zagrożenie dla prowadzonych robót górniczych i jest obiektem prac badawczych. Do oceny bezpieczeństwa prowadzenia prac górniczych konieczna jest znajomość sposobu występowania gazu w przestrzeni porowej badanych dolomitów. Szczególnie, że dotychczas za „niebezpieczne” uważano dolomity o wysokiej porowatości, gdy tymczasem w wielu otworach wiertniczych stwierdzono produkcję gazu z dolomitów o niskiej porowatości. Celem artykułu jest określenie potencjału zbiornikowego badanych dolomitów i interpretacja ich potencjalnego zagrożenia dla prowadzonych prac górniczych. Na podstawie obserwacji mikroskopowych, analizy mikrotomografii rentgenowskiej i badań porozymetrii rtęciowej stwierdzono, że w poziomie zbiornikowym występują trzy typy dolomitów o zróżnicowanym charakterze porowatości: dolomity o dobrych parametrach zbiornikowych, dolomity o obniżonych parametrach zbiornikowych i dolomity o charakterze skały uszczelniającej. Na szczególną uwagę zasługują dolomity o charakterze skały uszczelniającej, które na podstawie badań porozymetrycznych charakteryzują się bardzo niską porowatością. Na podstawie obserwacji mikroskopowych stwierdzono w nich 4% porowatość zamkniętą, w której jest również uwięziony gaz. Obecność gazu zamkniętego w porach dolomitów jest zjawiskiem dość powszechnym, jednak to obecność wysokociśnieniowych pułapek gazowych w obrębie lokalnie bardziej porowatych, mikroszczelinowatych i przepuszczalnych dolomitów stanowi zasadnicze zagrożenie.

EN

Reservoir dolomites saturated with gas under high pressure were found in the ceiling of excavations in a Rudna copper mine in southwestern Poland. Reservoir dolomites are a major concern in the mining industry and the focus of substantial research. High-porosity dolomites are definitively considered "hazardous", but the gas is extracted from the dolomites with low porosity, too. So, it is necessary to know way of gas occurrence in the pore space. This article aims to describe the reservoir potential of the dolomites through pore space characterisation and determine whether the gas can migrate into the excavations. A comprehensive analysis of the distribution of pore size and nature using microscopic observations, X-ray microtomography and mercury porosimetry. The results distinguished three types of dolomites with different porosities: dolomites with high effective porosity, dolomites with reduced effective porosity, and sealed dolomites. Particular attention should be paid to sealed dolomites. Their effective porosity results from mercury porosimetry are very low. However, they also contained 4% closed porosity described from microscopic observations, where gas is accumulated, too. Presence of gas in the closed pores dolomites is a common phenomenon. However, the presence of high-pressure gas traps within locally more porous, microcraced and permeable dolomites is a major threat.

12

Zastosowanie metody mikrotomografii komputerowej do określania struktury kompozytów bioresorbowalnych wytwarzanych przy pomocy generatywnej technologii laserowej

Woźna A., Ziółkowski G.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2017

|

z. 12

97--104

PL

Artykuł porusza zagadnienia związane z wykorzystaniem metod mikrotomografii komputerowej do badań struktury kompozytów bioresorbowalnych wytwarzanych przy pomocy generatywnej metody laserowej. Wytworzone materiały, o różnych kompozycjach, poddane zostały analizie struktury wewnętrznej tj. warstwowości, porowatości oraz obserwacji innych anomalii występujących po procesie wytwarzania.

EN

The article raises issues related to the use of methods of computer microtomography to study the structure of bioresorbable composites produced using generative laser technology. Materials of various compositions were subjected to examination of internal structure, ie. stratification, porosity and other anomalies arisen after processing.

13

The use of X-ray computed microtomography for graptolite detection in rock based on core internal structure visualization

Kaczmarek Ł., Kozłowska A., Maksimczuk M., Wejrzanowski T.

Acta Geologica Polonica

|

2017

|

Vol. 67, no. 2

299--306

EN

This paper presents for the first time X-ray computed microtomography (μCT) analysis as a technique for Silurian graptolite detection in rocks. The samples come from the Jantar Bituminous Claystones Member of the Opalino core, Baltic Basin, northern Poland. Images were obtained with spatial resolution of 25 μm, which enabled the authors to create a 3-D visualization and to calculate the ratio of fissure and graptolite volume to the total sample volume. A set of μCT slices was used to create a 3-D reconstruction of graptolite geometry. These μCT slices were processed to obtain a clearly visible image and the volume ratio. A copper X-ray source filter was used during exposure to reduce radiograph artifacts. Visualization of graptolite tubaria (rhabdosomes) enabled Demirastrites simulans to be identified. Numerical models of graptolites reveal promising applications for paleontological research and thus for the recognition and characterization of reservoir rocks.

14

Propozycja wykorzystania wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej do analizy gruntu spoistego w badaniach pełzania

Kaczmarek Ł., Kiełbasiński K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 3

277--289

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej (μCT) zastosowanej w celu uzyskania obrazu struktury wewnętrznej gruntu. Wyniki prześwietlań μCT zostały wykorzystane do selekcji miarodajnych próbek do badań, a także do oceny zmian struktury w analizie pełzania gruntu podczas badań trójosiowych. Badania przeprowadzono na pastach gruntowych wykonanych z iłów mio-polioceńskich pobranych z Warszawy oraz próbkach NNS mioceńskiego iłołupka pochodzącego z zapadliska przedkarpackiego. Pierwszą serię badań przeprowadzono na iłowych pastach gruntowych, a następnie na iłołupkach, prowadząc standardowe badania typu CU z określeniem maksymalnych parametrów wytrzymałościowych oraz naprężeń niszczących wykorzystywanych w późniejszych badaniach pełzania. W kolejnym etapie badań, z wykorzystaniem próbek wstępnie przebadanych w mikrotomografie, przeprowadzono badania pełzania gruntu w aparacie trójosiowego ściskania przy naprężeniach osiowych nieprzekraczających maksymalnej wartości dewiatora naprężenia. Na podstawie uzyskanych obrazów struktury wewnętrznej gruntu określono typy zniszczeń w poszczególnych próbkach oraz obliczono zawartość szczelin naturalnych i pozniszczeniowych. Dodatkowo uzyskano trójwymiarowe modele próbek, które można wykorzystać do dalszych symulacji badań laboratoryjnych. Obrazy 2D i 3D wewnętrznej struktury gruntów spoistych stwarzają nowe możliwości w poznawaniu procesów zmian właściwości gruntów.

EN

Article presents results of high-resolution computed microtomography (μCT) use in internal structure of soil samples’ image analysis. These results enable the determination of reliable series of samples. Furthermore, μCT analysis revealed structure changes during static load and creep triaxial tests. The study was performed with the use of Mio-Pliocene clay paste and undisturbed Miocene clay-slate samples. The μCT tests were implemented before and after triaxial tests. Firstly, the remoulded clay samples from Warsaw were analysed and then clay-slate samples from the Carpathian Foredeep. Before creep triaxial tests were done, standard static load triaxial tests (type CU) were performed. Thanks to previous analysis stage, strength parameters and maximum failure axial stress were defined. The next stage were the creep triaxial tests with non-failure stress field condition, which were determined according to the previous study stage. Based on the obtained μCT images of the structure, the types of failure were characterised and three-dimensional models of samples were generated. Additionally, fractions of natural and post-failure fractures were calculated. Two- and three-dimensional images of the internal structure of cohesive soils establish new opportunities in the analysis of soil properties adjustment processes.

15

Parametry morfologiczne pian stałych –metody i wyzwania

Gancarczyk A., Iwaniszyn M., Piątek M., Leszczyński B., Ziółkowski G., Piech D., Janus B., Kleszcz T., Kołodziej A.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2016

|

nr 20

155--165

PL

Parametry morfologiczne pian stałych wyznaczone zostały przy użyciu mikrotomografii komputerowej, mikroskopii optycznej oraz piknometrii helowej. Dla pierwszej z zaproponowanych technik sprawdzono wpływ wielkości woksela oraz metody binaryzacji obrazów na mierzone wielkości. Porównano wartości parametrów morfologicznych pian stałych otrzymane zaproponowanymi technikami oraz przedyskutowano ewentualne różnice.

EN

Morphological parameters of the solid foams have been determined using computed microtomography, optical microscopy and helium pycnometry. For the first technique, impacts were studied of the voxel size and method of the image binarization on the measured parameters. Morphological parameters derived were compared and the differences discussed.

16

Analiza mikro-CT zębów trzonowych wypełnianych kompozytem konwencjonalnym i wzmacnianym włóknem szklanym

Surowska B., Ostapiuk M., Tarczydło B.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 137

13--19

PL

Utrata tkanek zmineralizowanych zęba zarówno w efekcie procesów patologicznych, jak i samego leczenia jest czynnikiem decydującym o osłabieniu zęba. Najczęściej pojawiają się pęknięcia na powierzchni wypełnienia w następstwie powtarzających się cykli nagryzień. Rozprzestrzeniają się one wówczas w zębie i wypełnieniach. Pęknięcia obok mikroprzecieków są jednym z głównych powodów wymiany wypełnień. Ostatnio najczęściej wybieranymi, zarówno przez lekarzy stomatologów jak i pacjentów, materiałami odtwórczymi są materiały kompozytowe. Istnieje wiele sposobów zwiększania odporności mechanicznej kompozytów stomatologicznych np. umieszczanie ich w formie licowania na konstrukcjach metalowych lub wprowadzania do ich wnętrza różnego rodzaju włókien: szklanych, węglowych, poliaramidowych lub polietylenowych. Jednym z takich innowacyjnych materiałów jest everX Posterior firmy GC, kompozyt wzmocniony krótkim włóknem szklanym. Materiał ten posiada właściwości mechaniczne zbliżone do zębiny, używany jest do wypełnień ubytków w zębach bocznych jako pierwsza warstwa odtwarzająca zębinę. Zaawansowana nieniszcząca technika obrazowania struktur za pomocą tomografii komputerowej (CT) stanowi doskonałe narzędzie analizy jakości materiałów. Dlatego w prezentowanej pracy zastosowano technikę mikro-CT do analizy jakości wypełnienia i połączenia dwóch materiałów do odbudowy ubytków. W badaniu wykorzystano zęby trzonowe trzecie bez próchnicy usunięte ze względów ortodontycznych. Biomateriał kompozytowy wzmocniony włóknem szklanym everX Posterior firmy GC aplikowano jedną 2-3 mm warstwą, a następnie aplikowano kompozyt konwencjonalny Filtek Z250, 3M ESPE metodą warstwową 2-3 mm. Analizowana struktura zęba oraz materiałów kompozytowych potwierdza wysokiej jakości wypełnienia. Brak porowatości oraz szczeliny brzeżnej pozwala na wyeliminowanie mikro-przecieków pomiędzy wypełnieniami a tkanką zęba. Ponadto, granica rozdziału pomiędzy kompozytem wzmacnianym włóknami a kompozytem wzmacnianym nanocząstkami wydaje się doskonała.

EN

The loss of mineralized tissues of the tooth as a result of pathogenic processes and treatment is the principal factor leading to tooth weakening. Most frequently, the cracks occur on the filling surface as a result of repeatable cycles of bites. They propagate in the tooth and the filling. The cracks belong to the reasons of filling's replacement and consequently affecting filling's durability. Recently, composite materials are most frequently selected by the dentists and patients as reconstruction materials. There are many ways of increasing mechanical resistance of dental composites e.g. their location in the form of facing on metal structures or introduction of various fibres made of glass, carbon, aramid or polyethy-lene. EverX Posterior is manufactured by GC in the form of composite reinforced with short glass fibres. The properties of this material are similar to the properties of dentine. Therefore it is used for cavity filling in side teeth as the first layer of dentine reconstruction. Advanced non-destructive structures imaging technique by means of computer tomography (CT) is an excellent tool used for materials quality analysis. So the micro-CT analysis of quality and joining of restorative materials based on different filler was presented in this paper. Third molars without caries, extracted due to orthodontic reasons, have been used in the test. Composite biomaterial reinforced with glass fibre - everX Posterior by GC – was applied in the form of single layer and next Filtek Z250, 3M ESPE conventional composite was applied in the form of layer with a thickness of 2-3 mm. Analysed structure of the tooth and composite materials confirms the high quality of the restoration. The filling received by layer technique is free of porosities, thus suggesting the lack of micro-leakages between the filling and tooth tissues. Moreover, the interface between the fibre reinforced and particle reinforced nanocomposite biomaterials seems to be ideal.

17

Zastosowanie mikrotomografii komputerowej w analizie żywności

Zalewska M.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 2

85--92

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metody mikrotomografii komputerowej (micro-CT), jako przydatnego narzędzia do analizy żywności. Micro-CT to nieinwazyjna technika badawcza, która pozwala odwzorować strukturę wewnętrzną badanego obiektu na podstawie jego dwuwymiarowych projekcji zarejestrowanych pod różnymi kątami. Pozwala na odkrycie struktur wewnętrznych bez ingerencji w fizyczną strukturę badanego materiału. Metoda ta znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki. W przemyśle spożywczym może być wykorzystana do analizy produktów żywnościowych, do oszacowania zawartości poszczególnych składników żywności, a także uzyskania informacji na temat ich rozmieszczenia. Zastosowanie mikrotomografii komputerowej pozwala na zachowanie wysokiej jakości produktów podczas procesu produkcyjnego. Metoda ta przydatna jest także w celu optymalizacji procesów, czyli w uzyskaniu informacji na temat parametrów procesu technologicznego. W pracy przedstawiono zastosowanie metody mikrotomografii komputerowej w przemyśle mięsnym, cukierniczym oraz owocowo-warzywnym.

EN

The aim of this study is to present the method of computer microtomography (micro-CT) as a useful tool for the analysis of food. Micro-CT is a nondestructive research technique for studying the internal structure of the sample based on its two-dimensional projection recorded at different angles. Allows for the discovery of internal structures without interfering with the physical structure of the material being tested. This method has been used in many fields of science and technology. Estimated content of each food ingredients as well as provide information about their location. The use of computer microtomography allows to maintain the high quality of the products during the manufacturing process. This method is also useful for process optimization, which is obtained information about the parameters of technology microtomography use in the meat, confectionery and fruit-vegetables industry is presented.

18

Tight Reservoir Properties Derived by Nuclear Magnetic Resonance, Mercury Porosimetry and Computed Microtomography Laboratory Techniques. Case Study of Palaeozoic Clastic Rocks

Krakowska P. I., Puskarczyk E.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 3

789--814

EN

Results of the nuclear magnetic resonance (NMR) investigations, mercury porosimetry measurements (MP) and computed microtomography (micro-CT), applied to the tight Palaeozoic rocks from the depths lower than 3000 m, were presented to estimate their reservoir potential. NMR signal analysis and interpretation were performed. Based on NMR driven models, permeability and Free Fluid Index were calculated for data sets divided into homogeneous clusters. Computerized mercury porosimetry results visualization and processing provided useful information, as the automatically determined Swanson parameter is correlated with petrophysical properties of rocks. Micro-CT enriched the image of porous space in qualitative and quantitative ways. Homogeneity of pore space structure was discussed using micro-CT approach. Integration of the results in the frame of reservoir parameters from standard laboratory methods and the modern ones resulted in the improvement of methodology for determining the old, deep-seated, hard sedimentary rocks reservoir potential.

19

Zwiększenie możliwości wyznaczania parametrów zbiornikowych skał z wykorzystaniem rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej

Dohnalik M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2014

|

nr 193

1--162

PL

Niniejsza praca obejmuje ocenę możliwości zastosowania rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej do opisu struktury porowej skał. Do realizacji badań wykorzystano mikrotomograf Benchtop CT160Xi firmy X-tek (Nikon). W pracy omówiono podstawy rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej i opisano zjawiska zachodzące podczas przechodzenia promieniowania X przez materię badanego ośrodka. Następnie przedstawiono metodykę przetwarzania obrazu w programach ImageJ i AVIZO oraz analizę obrazu w programie MAVI. Badania wykonane podczas realizacji pracy zostały przeprowadzone na próbkach piaskowca czerwonego spągowca facji rdzenia wydmy. Próbki pochodziły z trzech rejonów: Czarna Wieś-Parzęczewo, Siekierki-Miłosław i Środa Wielkopolska-Kromolice. Za pomocą badań laboratoryjnych obejmujących pomiary: spektrometrem jądrowego rezonansu magnetycznego, porozymetrem rtęciowym, piknometrem helowym oraz przepuszczalnościomierzem stwierdzono występowanie znacznych różnic we właściwościach zbiornikowych pomiędzy próbkami pochodzącymi z poszczególnych rejonów. Wszystkie otrzymane wyniki zostały przedstawione w formie tabelarycznej. Dla uzyskanych parametrów wyznaczono macierze współczynników korelacji. Następnie sprawdzono, w jakim stopniu wartości otrzymane z analizy obrazu korelują z parametrami uzyskanymi innymi sprawdzonymi metodami badawczymi.

EN

The research is focused on evaluating the application of computed roentgen microtomography in description of the rock pore structure. The X-tek (Nikon) Benchtop CT160Xi microtomograph was used in the analyses. The working principles of microtomography and the phenomena taking place during the passing of X-rays through the studied sample are described in this research; the methodology of image processing in ImageJ and AVIZO software and image analysis in MAVI are also presented. The studies were made on samples of sandstones representing the dune core facies of the Rotliegend from three areas: Czarna Wieś-Parzęczewo, Siekierki-Miłosław and Środa Wielkopolska-Kromolice. Laboratory analyses including measurements with: nuclear magnetic resonance spectrometer, mercury porosimeter, helium pycnometer and permeabilitymeter have indicated the presence of significant differences in the reservoir properties in samples from different areas. All the obtained results have been presented in tables. Matrices of the correlation coefficients have been constructed for the obtained parameters. Next, the values obtained from image analysis were compared with parameters obtained using mentioned classical study methods.

20

Kompozyty spiekane Cr-Al2O3 z dodatkiem renu: wytwarzanie, właściwości, modelowanie, zastosowania

Basista M., Pietrzak K., Węglewski W., Chmielewski M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 10

556--563

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku renu na właściwości termomechaniczne i użytkowe kompozytów Cr-Al2O3 wytwarzanych metodą spiekania pod ciśnieniem w prasie HP oraz metodą Spark Plasma Sintering (SPS). Uzyskano kompozyty o gęstości przekraczającej 98 % gęstości teoretycznej. Właściwości mechaniczne (m.in. moduł Younga, wytrzymałość na zginanie, twardość, odporność na pękanie, granica plastyczności) oraz odporność na utlenianie wytworzonych materiałów są obiecujące. Zbudowano model numeryczny do obliczeń wielkości naprężeń resztkowych obecnych w materiałach faz kompozytu po procesie spiekania oraz modułów sprężystości. Wykorzystano w tym celu obrazy rzeczywistej mikrostruktury kompozytu otrzymane z tomografii komputerowej. Uzyskano dobrą zgodność wyników modelu z wynikami pomiarów naprężeń metodą XRD. Przedstawiono ponadto porównanie wyników obliczeń numerycznych i pomiarów modułu Younga przy zastosowaniu różnych metod.

EN

Chromium matrix composites reinforced with alumina ceramic particles exhibit good resistance to high temperatures are thermal shocks. They have enhanced mechanical strength in elevated temperatures, high hardness, oxidation resistance and wear resistance. These exceptional properties make them good candidates for structural applications in automotive, aerospace and energy sectors, such as elements of combustion engines, coatings in aeroengines exhaust systems, or furnace linings. The objective of the present paper is to investigate the effect of rhenium addition on the thermomechanical and service properties of chromium-alumina composites manufactured by powder metallurgy methods. A working hypothesis was made that rhenium, owing to its excellent thermomechanical properties, would enhance the properties of the chromium matrix and, thus, improve the overall performance of the composite. The Cr/Al2O3/Re composites were processed by hot pressing (HP) and by spark plasma sintering (SPS) techniques. Different sizes of chromium powders were used, the addition of rhenium was 2 vol % and 5 vol %. The sintering process was conducted at 1400-1450 °C under pressure of 30-35 MPa in inert gas atmosphere (argon). The density of the sintered composites exceeded 98 % of the theoretical density. The mechanical properties (Young’s modulus, bending strength, hardness, plastic limit) are promising. For example, the compressive strength of the composite was twice as much as that of the sintered pure chromium. The oxidation and corrosion resistance of the composites were also examined and good results were reported. A numerical FE model was developed for the prediction of thermal residual stresses generated in the phase materials after cooling. The model uses micro-CT images of the real material microstructure as the input data. A good agreement of the simulation results and the measurements by X-ray diffraction method was achieved. Young’s modulus of the obtained materials was measured by different methods (mechanical, resonance and ultrasonic) and compared with the developed micro-CT based numerical model. The obtained Cr/Al2O3/Re composites are now being tested as demonstrators of some structural elements in automotive and energy applications.