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TU Berlin

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Elektronenmikroskopie

Transmissionselektronenmikroskop Philips-CM30
Lupe

Am Fachgebiet Metallische Werkstoffe erfolgt die Untersuchung der Mikrostruktur von der Charakterisierung des Gefüges im Lichtmikroskop über die Analyse von Ausscheidungen und intermetallischen Phasen im Rasterelektronenmikroskop (REM) bis hin zur Aufklärung der Verformungsmechanismen im Transmissionselektronenmikroskop (TEM).Die Präparation der Proben für die Lichtmikroskopie, TEM und REM wird im zugehörigen Metallographie-Labor durchgeführt.

Für die erste Charakterisierung der Gefüge stehen ein Lichtmikroskop der Marke Zeiss Axiskop mit a4i-Bildanalyse sowie ein Kleinlast-Härteprüfer vom Typ  Struers-Duramin zur Verfügung.

Für weitere Untersuchungen der Mikrostruktur wie beispielsweise für die Analyse von Bruchflächen oder Feinstrukturen von Oberflächen steht ein REM des Tys Jeol 640 zur Verfügung. Ein eingebautes Link-EDS-System ermöglicht die qualitative und quantitative Analyse der chemischen Zusammensetzung von Ausscheidungen und intermetallischen Phasen.

CMSX-4, kriechverformt: Versetzungsschleifen in Phasengrenzflächen
Lupe

Die für die TEM-Untersuchungen benötigten Proben werden hauptsächlich durch elektrolytisches Dünnen hergestellt, die Zielpräparation mittels Dimple Grinders und einer Ionenmühle (BalTec Res010). Die TEM Untersuchungen werden in einem Philips-CM30 durchgeführt, das mit einer 11 Megapixel CCD-Kamera (Gatan, Orius SC 1000) und einem Voyager-EDS-System (Elementanalyse) ausgestattet ist. Die punktgenaue Beleuchtung des Präparats erlaubt die Bestimmung der Kristallstruktur und der chemischen Zusammensetzung in Sub-Mikrometer-Bereich. Somit ist es beispielsweise möglich, Untersuchungen zu Versetzungsbewegungen verformter Mikrostrukturen durchzuführen. Hier liegen langjährige speziell im Bereich Nickelbasis-Superlegierungen vor.

Röntgendiffraktometrie

Ortsauifgelöste Eigenspannungsverteilung auf einer Schienenlauffläche längs der Rollrichtung
Lupe

Komplementär zur Elektronenmikroskopie stehen am Fachgebiet Metallische Werkstoffe verschiedene Laborröntgendiffraktometer zur Verfügung. Mit diesen können Analysen der Phasenzusammensetzung, der Texturen und der Eigenspannungen in Werkstoffen und Bauteilen durchgeführt. Die Röntgendiffraktometrie liefert infolge der Eindringtiefe der Strahlung von einigen Mikrometern Informationen über den randzonennahen Bereich. Die Ortauflösung röntgenographischer Laborverfahren reicht je nach Messverfahren von ca. 100µm² bis ca. 10 mm².

Labordiffraktometer mit ortsempfindlichem Detektor (OEC)
Lupe

Die Untersuchungsergebnisse werden sowohl für die Absicherung der Ergebnisse der das Strangpressen begleitenden Simulationen benötigt als auch für die Interpretation der makroskopischen mechanisch-technologischen Eigenschaften und Kennwerte der Strangpressprodukte. Durch die umgangreichen Kenntnisse der Mikrostruktur und deren Korrelation mit den mechanischen Eigenschaften ist es möglich, diese durch eine gezielte Veränderung der Prozessparameter schon während des Strangpressprozesses zu optimieren.

Vierkreisdiffraktometer mit Glaskapillare
Lupe

Um der Vielfalt der technologischen Fragestellungen entsprechen zu können, sind die am Fachgebiet für Metallische Werkstoffe vorhandenen Röntgendiffraktometer unterschiedlich ausgestattet.  So stehen Röntgendiffraktometer mit Szintillations- und ortsempfindlichen Detektoren sowie mit Öfen ausgerüstete Diffraktometer für röntgenographische Untersuchungen bei erhöhten Temperaturen zur Verfügung.


Zusätzlich zu den vorhandenen Röntgenbeugungslaboreinrichtungen werden intensiv die Messmöglichkeiten an Synchrotronstrahlungsquellen wie z. B. Bessy in Berlin, HASYLAB in Hamburg und ESRF in Grenoble genutzt.

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