V skladu s cilji projekta J1-7148: 3D in 4D mikroskopija - razvoj novega učinkovitega orodja v geoloških znanostih v poročilu podajamo protokole za 3D in 4D analizo mikrostrukture geoloških / mineraloških vzorcev. Glavni cilj projekta J1-7148 je razviti in vzpostaviti protokole za optimalno 3D mikroskopiranje, ki vključujejo snemanje na laboratorijskem mikrotomografom microXCT 400 (XRadia), slikovno analizo s programom AVIZO (FEI), in po potrebi analizo s komplementarnimi orodji (SEM/EDS, Hg porozimetrijo, plinsko sorpcijo in optično mikroskopijo). Z dinamičnim strukturnim procesiranjem (mikrotomografskim snemanjem struktur ob hkratnem obremenjevanju) podajamo tudi protokole za 4D mikroskopiranje. Razviti protokoli omogočajo bolj standardizirano, dosegljivo, uporabno, manj zamudno in posledično cenejšo prostorsko analizo geoloških/mineraloških materialov. V poročilu so podani naslednji protokoli: - protokol za prostorsko analizo por (Poglavje 2), - protokol za združevanje podatkovnih setov in snemanje pri različnih ločljivostih (Poglavje 3), - protokol za prostorsko mineraloško analizo (Poglavje 4), - protokol za prostorsko slikanje nizko atenuacijskih faz in visoko atenuacijskih faz (fazni kontrast) (Poglavje 5), - protokol za dinamično mikrostrukturno procesiranje (Poglavje 6) ter - protokol vključevanja in analize mikrotomografskih podatkov v ostala okolja za 3D geološko modeliranje (Poglavje 7). Protokoli so razviti na osnovi preskušanja in analiz dejanskih geoloških vzorcev, kot so kamnine in rude kot tudi ostalih mineraloških vzorcev kot so različne vrste betonov, sedimenti, zobje ipd..
F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso
COBISS.SI-ID: 2433639V lignitni plasti Velenjskega bazena so pogoste avtigene kalcitne mineralizacije, ki se pojavljajo v obeh prevladujočih litotipih velenjskega lignita: v ksilitu in v gelitu z različno vsebnostjo ksilitne komponente. Na podlagi makroskopskih opazovanj ločimo šest poglavitnih strukturnih tipov mineralizacij: 1) mineralizacije, ki nastopajo v obliki lamin, pasov ali tankih plasti, ki so pogosto drobno valovite; 2) mineralizacije v obliki drobnih leč ali manjših lečastih teles; 3) gosto dispergirana mineralna snov v drobnem detritnem materialu; 4) mineralizacije v obliki nadomeščanja ksilitnih fragmentov; 5) mineralizacije v obliki inkrustracij na ksilitnih fragmentih, ter 6) mineralizacije v obliki sige, ki je rumenkasto obarvana in nastopa v obliki prevlek ter sekundarnih zapolnitev v votlinicah. Poznavanje geometrije mineraliziranih domen, njihovih razsežnosti, ter njihove tridimenzionalne porazdelitve v lignitni osnovi je pomembno za razumevanje geneze mineralizacij, kakor tudi za karakterizacijo geomehanskih in drugih karakteristik mineraliziranega lignita. V tem prispevku so predstavljeni prvi rezultati mikrotomografske preiskave prostorske zgradbe, porazdelitve mineraliziranih domen in njihovih medsebojnih strukturnih odnosov na izbranih vzorcih lignita Velenjskega bazena. Prostorska mikroskopija je bila izvedena z rentgenskim mikroskopom microXCT400 proizvajalca XRadia. Za obdelavo podatkov smo uporabili programsko orodje AVIZO FIRE proizvajalca FEI. Analize so bile opravljene na valjastih vzorcih vrtin premera 3 cm. S pozicijo vira in detektorja smo dosegli zajem 3 cm višine vzorca in resolucijo slike 31,6 µm.
F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso
COBISS.SI-ID: 1435742Beton, ojačen z vlakni je vrsta betona, ki, v nasprotuju s konvencionalnimi betoni, vsebuje tudi visoko natezna vlakna. Zaradi njih ima signifikatno boljše mehanske lastnosti kot običajni betoni. Poleg potrebe, da so vlakna enakomerno porazdeljena v betonu je zelo pomemben parameter tudi orientacija vsakega vlakna posebej. Zaradi potrebe za boljše razumevanje vpliva orientacije vlaken na mehanske lastnostni, anizotropijo materiala in napredovanje poškodb, so zelo pomembne mikrostrukturne analize. 3D analiza orientacije vlaken v betonskih vzorcih je postala možna z razvojem in velikega napredka rentgenske tomografije. V tej študiji smo preskušali betone, ojačene z različno količino industrijskih in recikliranih jeklenih vlaken. Da bi določili orientacijo vlaken, smo vzorce betonov, ojačenih z vlakni, analizirali s računalniško tomografijo in 3D slikovno analizo. To je prvič, da so takšne analize bile izvedene na hibridnih betonih, kjer smo tomografijo uporabili za hkratno detekcijo geometrijskih lastnosti dveh različnih vrst jeklenih vlaken. Cilj raziskave je bil tudi določili vpliv orientacije in števila vlaken na obnašanje hibridnih betonov, ojačenih z vlakni, po nastanku razpok.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 2433383V okviru predmetov Preiskave mineralnih materialov, Tehnična mineralogija in Specialna mineralogija na 1. in 2. stopenjskem študiju Geologije smo organizirali predavanja in praktične prikaze dela z rentgensko mikrotomografijo in 3D slikovno analizo. Predavanja smo izvedli 20.4.2016, 24.5.2017 in 30.5.2018. Predavanja se je udeležilo ca. 60 študentov.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 222397519.1.2016 smo v okviru projekta ARRS J1-7148 organizirali 2.delavnico o računalniški mikrotmogroafiji z naslovom od 3D zajema do 3D tiska. Delavnice se je udeležilo 35 udeležencev iz industrije in raziskovalnega področja. Poleg predstavitve projekta so bili prikazani praktični primeri mikrotomografskega snemanja in 3D slikovne analize, ki so bili izvedeni na ZAGu. Vabljeno predavanje je imela prof. dr. Tadeja Muck. Naslov predavanja je bil 3D tehnologije tiska. Udeleženci delavnice so si po predavanju ogledali praktični prikaz 3D tiska, mikrotomografskega snemanja in 3D slikovne analize.
B.06 Drugo
COBISS.SI-ID: 2275687