Lichtmikroskopisches Hellfeldbild eines geätzten Schiffes von Ti6242
Mikrostrukturelle Fragestellungen werden im Institut für Werkstoff-Forschung mittels Lichtmikroskopie sowie Raster- und Transmissions- Elektronenmikroskopie bearbeitet. Hierzu stehen neben verschiedenen lichtoptischen Materialmikroskopen und einem Laser-Scanning-Mikroskop Zeiss LSM 700 ein Zeiss Ultra 55 Rasterelektronenmikroskop, ein FEI Helios 600i Dual-Beam FIB/REM und ein Philips TECNAI F30 Transmissionselektronenmikroskop (300kV) zur Verfügung. Für Fragestellungen zur Phasenanalytik verfügt das Institut über ein Pulverdiffraktometer Bruker D8 Advance mit Heizkammern für Temperaturen bis zu 1600°C, ein Universaldiffraktometer Bruker D8 Discover für ortsaufgelöste Röntgenbeugung und Texturmessungen und ein Siemens D5000 Pulverdiffraktometer. Ergänzend wird die Röntgenfluoreszenzanalyse eingesetzt.
Die wesentliche Voraussetzung für mikroskopische Untersuchungen ist eine effektive und artefaktfreie Probenpräparation. Die Basis der Probenpräparation ist durch das Metallographielabor des Instituts gegeben. Proben für die Licht- und Rasterelektronenmikroskopie können durch geeignetes chemisches Ätzen sowie Plasma- oder Ionenstrahlstrahlätzen nachbehandelt werden, um den Nachweis bestimmter Gefügeelemente zu ermöglichen. Zur Beschichtung schlecht leitender Proben steht ein Ionenstrahlbeschichtungsgerät mit Schichtdickenkontrolle zur Verfügung.
Besondere Bedeutung hat die Probenpräparation für die Transmissionselektronenmikroskopie. Hier gilt es, elektronentransparente Bereiche von ca. 20-150 nm Dicke aus definierten Probenregionen herzustellen. Für die Zielpräparation komplexer Verbundwerkstoffe mit keramischen und metallischen Komponenten (CMC, Metall-Kunststofflaminate, Schutz- und Wärmedämmschichten) konnte ein beträchtliches Know-how aufgebaut werden. Neben einer metallographischen Vollausstattung und verschiedenen mechanischen Verfahren zur Vorpräparation (Sägen, Muldenschleifgerät, Ultraschall-Kernschneider) stehen zur TEM- Probenpräparation neben Ionenstrahldünnungsanlagen (Gatan Duomill, Gatan PIPS, Bal-Tec RES100) eine FEI Helios 600i FIB/REM zur Verfügung.