X-ray techniques for materials characterization

Entdecken Sie die Schlüsseltechnologien, die es ermöglichen, Materialien tief im Inneren sichtbar zu machen! Diese Vorlesung vermittelt Ihnen die physikalischen Grundlagen der Röntgenstrahlung und ihrer Wechselwirkung mit Materie und führt Sie systematisch durch moderne experimentelle Methoden wie Absorptions- und Phasenkontrast-CT, Röntgenmikroskopie, Röntgendiffraktion sowie Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie. Ergänzend dazu erlernen Sie zentrale Konzepte der Bildverarbeitung, einschließlich Filtern, Segmentierungsverfahren und morphologischen Operationen.
Nach Abschluss der Lehrveranstaltung werden Sie
✨ verstehen, welche Faktoren bei der Planung und Durchführung von Synchrotronexperimenten je nach Werkstoff eine Rolle spielen,
✨ die aufgenommenen Daten aus solchen Messungen auswerten und typische Bildartefakte sicher einordnen können,
✨ grundlegende Bildverarbeitungsalgorithmen in Python selbst implementieren können,
✨ Synchrotron- und Labormethoden miteinander vergleichen und deren jeweilige physikalische Grundlagen erklären können.
Erfahren Sie, wie hochentwickelte Röntgentechniken die Materialforschung voranbringen – und erwerben Sie die Kompetenzen, um diese Methoden gezielt einzusetzen!
Lern- und Qualifizierungsziele
- Die Studierenden können die wesentlichen Voraussetzungen für Synchrotronexperimente (Absorptions- u. Phasenkontrastomographie, Diffraktion, Fluoreszenz) zur Materialcharakterisierung je nach Werkstoff planen und ihr Vorgehen erklären
- Sie sind außerdem in der Lage Daten die bei solchen Experimenten erhoben werden zu analysieren und auftretende Bildartefakte einzuschätzen.
- Zur Analyse der Daten sind die Studierenden in der Lage einfache Bildverarbeitungsalgorithmen in Python zu implementieren.
- Des Weiteren können die Studierenden zwischen Synchrotron- und Labormethoden vergleichen und kennen die entsprechenden physikalischen Grundlagen.
Inhalte der Lehrveranstaltung
- Erzeugung von Röntgenstrahlung und deren Interaktion mit Materie
- Absorptions- und Phasenkontrastbasierte Computertomographie
- Röntgenmikroskopie
- Röntgendiffraktion
- Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie
- Bildverarbeitung (Filter, Segmentierungsalgorithmen, Morphologische Operatoren)
Hinweise
- Die Prüfungsleistung ist entweder eine Klausur oder eine mündliche Prüfung
- Die Vorlesung wird auf Englisch gehalten
- Empfohlene Vorkenntnisse sind „Mathematik für Ingenieure 1-3“ und „Einführung in die Programmierung“
