3D segmentation and analysis of marcroporous alumino-silicate

We present a method for the segmentation and analysis of a macroporous alumino-silicate. This catalytic material is used for instance in petroleum industries for the conversion of heavy crude oil. The efficiency of such catalysts is strongly linked to their texture. To analyze itsmorphology, we use three-dimensional transmission electron microscopy (3D-TEM) images. These images allow 3D information at the nanometric scale. A segmentation method is proposed to correctly segment the material and a method for estimating the internal porous network is presented. It allows an accurate estimation of the volume of pores keeping intact the irregularity of the surface. Some measurements are performed on this extracted volume. Porosity and specific surface area are calculated and compared with global physical measurement methods. An analysis of the connections between the pores is proposed either. This method used a pore-to-pore distance map processed using geodesic constrained distance propagations. It allows the detection of pores that are not extended through the entire material. A global quantification of the connections between the pores is also possible.

---

Praca prezentuje metodę segmentacji i analizy makroporowatego glinokrzemianu. Ten materiał katalityczny jest stosowany na przykład w przemyśle petrochemicznym do przetwarzania surowej, ciężkiej ropy naftowej. Wydajność katalizatora jest silnie związana z jego teksturą. W celu analizy morfologii katalizatora zastosowano obrazy z trójwymiarowej mikroskopii transmisyjnej (3D-TEM). Te obrazy dostarczają informacji na poziomie nanoskali. Zaproponowano metodę segmentacji w celu poprawnego podziału materiału i metodę estymacji wewnętrznej siatki porów. Metoda umożliwia dokładną estymację objętości porów, pozostawiając nienaruszoną nieregularność powierzchni. Niektóre pomiary są wykonywane na objętości wyodrębnionej. Obliczono porowatość i powierzchnię względną i porównywno z ogólnymi metodami fizycznymi. Zaproponowano również metodę analizy połączeń pomiędzy porami. Metoda ta wykorzystuje mapę odległości między porami i jej przekształcenia geodezyjne. Umożliwia detekcję porów nie rozprzestrzenioną na całość objętości materiału. Możliwa jest również globalna ocena ilościowa połączeń między porami.