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18-05-2018 | Werkstoffprüfung + Materialanalyse | Nachricht | Article

Hochmodernes Röntgenmikroskop zur Materialanalyse

Author: Nadine Winkelmann

1:30 min reading time

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Hochaufgelöste, dreidimensionale Blicke ins Innere von Werkstoffen: An der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg ist ein hochmodernes Röntgenmikroskop in Betrieb genommen worden. Das Gerät ermöglicht es beispielsweise, Veränderungen in Werkstoffen unter Hitzeeinwirkung direkt zu beobachten.

Das an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg neu in Betrieb genommene Röntgenmikroskop Xradia 810 Ultra von Zeiss bietet neue Möglichkeiten zur Materialanalyse. Mit der innovativen Technologie kann automatisiert das Gefüge von Materialien abgebildet werden. Das Röntgenmikroskop schafft einen dreidimensionalen Einblick in die Beschaffenheit von Werkstoffen und lässt Rückschlüsse auf ihr Verhalten zu. Mit dieser erst seit Kurzem verfügbaren Technologie ist es abseits von Elektronenspeicherringen in Großforschungseinrichtungen möglich, Hochleistungsmaterialien auf mikrostruktureller Ebene in drei Dimensionen zu untersuchen.

Dabei ist der Analyseablauf dreistufig: Zunächst wird mit dem von der Firma 3D-Micromac gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS entwickelten Laserpräparationsgerät microPREP eine Probe erzeugt, die über die passende Geometrie zur Untersuchung im Röntgenmikroskop verfügt. Dann erfolgt die Generierung experimenteller 3D-Daten mit dem hochauflösenden Röntgenmikroskop  und die Visualisierung sowie Analyse der Daten mit der Virtual-Reality-Datenbrille InViewR von arivis. "Durch das Zusammenspiel der drei Technologien kann mit höchster Auflösung eine 3D-Strukturinformation gewonnen werden, die die Grundlage für die beschleunigte Entwicklung neuer Materialien bildet. Die mit dem neuen Großgerät erreichbare Auflösung von 50 Nanometern bei untersuchten Probenvolumen von fast 4000 Mikrokubikmetern schließt eine von anderen Mikrostrukturdiagnostikverfahren nicht erfasste Lücke", sagt Prof. Dr. Thomas Höche, Leiter des Geschäftsfelds Optische Materialien und Technologien des Fraunhofer IMWS.

Die zu untersuchenden Materialien werden in erster Linie strukturierte Gläser und Glaskeramiken sein, wie sie in Displays oder Herdplatten vorkommen. Beispielsweise kann mit dem Großgerät das Wachstum von Kristallen in Glaskeramik dreidimensional verfolgt werden. Dies ermöglicht die Steuerung verschiedener Prozessparameter wie der Temperatur, um gewünschte Strukturen erzeugen zu können. Finanziert wurde das Röntgenmikroskop im Rahmen der Großgeräteinitiative der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

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