Automobilbau oder Luft- und Raumfahrt brauchen zuverlässige und widerstandsfähige Werkstoffe. Mit Quantenmagnetometern lassen sich kleinste Schäden aufspüren, bevor die Materialien erkennbare Risse aufweisen.
Optisch gepumpte Magnetometer detektieren kleinste Materialschädigungen.
Fraunhofer IAF
Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben festgestellt, dass sich mithilfe von Quantenmagnetometern winzige Schädigungen in ferromagnetischen Materialien aufspüren lassen, bevor eine Materialermüdung sichtbar wird. Quantenmagnetometer sind deutlich empfindlicher als die herkömmliche Magnetometer, die bereits heute Risse oder Ausscheidungen in metallischen Bauteilen anhand lokal veränderter Magnetfelder nachweisen.
In ihren Arbeiten haben die Forschenden optisch gepumpte Magnetometer (OPM) mit bildgebenden Quantenmagnetometern auf Basis sogenannter NV-Zentren kombiniert. Mittels OPM konnten sie kleinste Materialdefekte in zyklisch belasteten Proben nach eigenen Angaben viel früher und in kürzerer Zeit erkennen als mit herkömmlichen Technologien, während sie mithilfe der NV-Magnetometrie die magnetischen Eigenschaften einzelner Schädigungen auf der Mikro- und Nanoskala im Detail vermessen konnten. Beide Technologien funktionieren laut den Forschenden bei Raumtemperatur und eignen sich für die industrielle Anwendung. An dem QMag genannten Projekt waren sechs Fraunhofer-Institute beteiligt, unter anderem das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF und das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM.