一种基于X-ray CT三维重构的碳纸形态参数提取方法技术

本发明专利技术涉及一种基于X‑ray CT三维重构的碳纸形态参数提取方法，包括以下步骤：1)采用X射线断层扫描摄影术获取连续多张360°范围内碳纸的微米级投影图；2)对投影图进行处理获取碳纸的三维数字模型；3)根据三维数字模型提取碳纸的关键形态参数。与现有技术相比，本发明专利技术具有快速优化重构、获取多种关键参数等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池碳纸型气体扩散层的三维重构以及关键形态参数的提取
，尤其是涉及一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法。
技术介绍
随着能源匮乏和环境污染问题的日益凸显，世界各国越来越重视新能源技术的研究，燃料电池作为一种能量密度大、能量转换效率高、环境污染小的能源转换装置更是受到了广泛关注。其中，质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动速度快、使用寿命长、模块式安装和操作方便等优点，被认为是电动车、可移动设备、分散式电站等最具前景的替代电源，这种新型、高效、清洁的发电系统，可应用于交通、军事、通信等领域。然而，电池成本高、耐久性不理想、水管理复杂等因素严重制约着燃料电池实现大规模商业化，因此越来越多的学者开始关注燃料电池基础性的研究。在质子交换膜燃料电池中，膜电极组件是核心部件之一，通常由气体扩散层(GDL)、催化层和质子交换膜通过热压工艺制成，对电池的输出功率、能量密度分布以及工作寿命有决定性的影响。其中，气体扩散层由导电的多孔材料构成，通常使用经过聚四氟乙烯(PTFE)处理的碳纸或碳布，厚度约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于X‑ray CT三维重构的碳纸形态参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用X射线断层扫描摄影术获取连续多张360°范围内碳纸的微米级投影图；2)对投影图进行处理获取碳纸的三维数字模型；3)根据三维数字模型提取碳纸的关键形态参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用X射线断层扫描摄影术获取连续多张360°范围内碳纸的微米级投影图；2)对投影图进行处理获取碳纸的三维数字模型；3)根据三维数字模型提取碳纸的关键形态参数。2.根据权利要求1所述的一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法，其特征在于，所述的步骤1)具体包括以下步骤：11)制备符合分辨率要求且对应CCD视场要求的碳纸样品；12)设置X射线断层扫描摄影装置的参数，包括光子能量、显微镜倍数、每次旋转度数和每次曝光时间；13)放置碳纸样品并调整位置使其在视场中心，拍摄360°范围内碳纸样品的连续投影图。3.根据权利要求1所述的一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：21)采用PITRE软件对投影图进行多次反复的相位恢复、切片重构，获取二维切片图，并将所获得的32位二维切片图转化为8位灰度值图；22)采用Image软件切割和旋转所有连续切片使样品碳纸周围的区域最少，确定灰度二值化阈值并将所有切片的8位灰度值图二值化；23)采用matlab软件获取碳纸样品的三维数字模型，所述的三维数字模型由元素为0或1的三维数组表示，其中，0表示孔隙，1表示碳纤维实体。4.根据权利要求1所述的一种基于X-rayCT三维重构的碳纸形态参数提取方法，其特征在于，所述的步骤3)中，碳纸的关键形态参数包括碳纸孔隙率、碳纸孔径分布、各向异性程度、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：高源，吴晓燕，朱锐，章桐，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31