Uni: Bis zu drei Nanometer
Wie hängen Fertigung, Mikrostruktur und Eigenschaften eines Produktes zusammen? Das ist eine der zentralen Fragen in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Ein wichtiges Werkzeug zur Beantwortung der Frage ist das Rasterelektronenmikroskop in Verbindung mit einer auf Halbleiterbasis arbeitenden Röntgenanalyse.
Ein solches System wurde nun am Solinger Standort der Bergischen Universität Wuppertal im Forum Produktdesign in Betrieb genommen.
Das neue Rasterelektronenmikroskop wird finanziert aus Mitteln der Stiftungsprofessur "Neue Fertigungstechnologien und Werkstoffe", die von Unternehmen aus dem Bergischen Städtedreieck, der Stadt Solingen, der Bergischen Universität Wuppertal und dem Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft getragen wird.
"Das Rasterelektronenmikroskop ermöglicht die detaillierte Untersuchung elektrisch leitfähiger Werkstoffe mit einem hohen Auflösungsvermögen von bis zu 3 Nanometern und kann zudem durch die adaptierte Röntgenanalyse verwendet werden, um Aussagen zur globalen und vor allem lokalen chemischen Zusammensetzung zu treffen", erklärt Prof. Dr.-Ing. Sebastian Weber, Leiter des Lehrstuhls für Neue Fertigungstechnologien und Werkstoffe.
Die Informationen zur chemischen Zusammensetzung sind verbunden mit dem Herstellungsprozess metallischer Produkte und wirken sich maßgeblich auf deren Eigenschaften aus. Bei diesen Eigenschaften kann es sich beispielsweise um die Korrosionsbeständigkeit von Messern, die ungleichmäßige Maßänderung von Werkzeugen während der Wärmebehandlung oder den Nachweis von bruchauslösend wirkenden Einschlüssen im Werkstoff handeln.
"Das neue Rasterelektronenmikroskop ist daher ein wesentlicher Bestandteil der Forschung und Lehre im Bereich der Fertigungs- und Werkstofftechnik. Mit Inbetriebnahme des Geräts steht jetzt ein wichtiges Werkzeug für die wissenschaftliche Tätigkeit der Stiftungsprofessur zur Verfügung", so Prof. Weber. Eine technische Besonderheit stellt die Möglichkeit dar, durch eine Verkippung des Elektronenstrahls dreidimensionale Darstellungen der untersuchten Objekte zu erzeugen.
Zahlreiche Fertigungsprozesse und Produkte können durch Werkstoff-Innovationen verbessert werden und auf diese Weise gerade den einheimischen Unternehmen am Markt einen Vorteil verschaffen. "Entscheidend ist es, die Abläufe im Produktionsprozess mit der entstehenden Mikrostruktur und den daraus resultierenden Eigenschaften in Verbindung zu setzen. Hier sehe ich ein großes Potenzial in der Kooperation mit industriellen Anwendern", so Prof. Weber.
