Verbesserung der Röntgen-Mikro-CT-Analyse zur Erkennung von Hohlräumen und Kohlenstofffasermerkmalen in faserverstärkten zementgebundenen Verbundstoffen durch fortschrittliche 3D-Gauss-Filterung

• Ein neuartiger 3D-anisotroper Gauss-Filter wurde für die Mikro-CT-Bildverarbeitung entwickelt. • Eine vergleichende Studie wurde durchgeführt, um verschiedene Filtermethoden zu bewerten. • Die vorgeschlagene Methode verbesserte die Genauigkeit der Kohlenstofffasererkennung erheblich. • Porosität und Hohlraumgeometrie in FRCC wurden unter Verwendung isotroper Gauss-Filterung analysiert. • Die praktische Anwendung veranschaulichte die Machbarkeit und Effizienz der Methoden. Mit den zunehmenden Anwendungen von mit Kohlenstofffasern verstärkten zementgebundenen Verbundstoffen (Kohlenstoff-FRCC) ist die Röntgen-Mikro-Computer-Tomographie (Mikro-CT) unerlässlich geworden, um ihre internen Mikrostrukturen zu bewerten. Die Analyse von Kohlenstofffasern in der zementgebundenen Matrix mittels Röntgenbildern ist jedoch aufgrund des geringen Phasenkontrasts und des Bildrauschens herausfordernd. Diese Studie trägt zur Entwicklung und Anwendung eines 3D-Gauss-Kerns zweiter Ordnung in der Röntgen-Mikro-CT-Analyse bei, der speziell auf die Erkennung von Hohlräumen und Kohlenstofffasern in zementgebundenen Materialien zugeschnitten ist. Eine neuartige anisotrope Gauss-Filterung wurde entwickelt, um präzise und scharfe Grenzen zwischen Fasern und Matrix zu erreichen. Eine höhere Genauigkeit wurde verifiziert, die herkömmliche Methoden in allen Leistungsmetriken übertraf und die Effektivität des vorgeschlagenen Segmentierungsrahmens bestätigte. Die Studie demonstrierte auch die erfolgreiche Anwendung der vorgeschlagenen Gauss-Filterung zur Hohlraumanalyse und zur Erkennung der räumlichen Lage von Kohlenstofffaserbündeln. Diese Fortschritte führten zu einer zuverlässigeren Merkmalsanalyse und erweiterten die Anwendbarkeit von Röntgen-Mikro-CT zur Untersuchung interner Merkmale in Kohlenstoff-FRCC.