Elektronenmikroskopie


Die analytische Elektronenmikroskopie, zu der wir die Transmissions- und die Rasterelektronenmikroskopie zählen, ist die zentrale Charakterisierungsmethode am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft. Die Schlüsseleigenschaften aller strukturellen und funktionellen Ingenieurwerkstoffe werden durch Mikrostrukturen bestimmt, deren charakteristische Längenskalen oft im nm-Bereich liegen. Dies gilt für Ni-Basis-Superlegierungen ebenso wie für moderne Stähle, für Formgedächtnislegierungen und Hochentropielegierungen. Wesentliche Details der Mikrostruktur lassen sich nur mit Hilfe der Durchstrahlungs-elektronenmikroskope quantitativ erfassen. Orientierungsverteilungen in feinkristallinen Systemen verlangen nach hochauflösender orientierungsabbildender Rasterelektronenmikroskopie. Am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft kombinieren wir dabei das Wissen um die Thermodynamik, Kinetik, um die mechanischen Eigenschaften und um die Elemente der Mikrostrukturen von Werkstoffen mit fortgeschrittenen elektronenmikroskopischen Methoden. Diese sind aufwändig, sowohl was die Kosten der Geräte als auch was den Betreuungsaufwand betrifft. Aber nur diese Methoden erlauben, in der modernen Materialwissenschaft an vorderer Front zu forschen.

Die Methodik der Elektronenmikroskopie benötigt eine Infrastruktur, die gestattet, qualitativ hochwertige Proben herzustellen. Eine solche Infrastruktur ist am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft vorhanden und kann von allen Mitgliedern des Instituts für Werkstoffe und von anderen Materialwissenschaftlern der RUB genutzt werden. Viele unserer Forschungsarbeiten lassen sich nicht einfach in einem Multiuser-Zentrum erledigen. Wie brauchen den direkten langfristigen Zugriff auf eigene Geräte. Insbesondere müssen wir auch neue User in die komplexen Geräte einführen können. Die Elektronenmikroskopie muss in der Lehre verankert sein. In der Gruppe Elektronenmikroskopie werden viele Grundlagen erarbeitet, die dann in anderen Gruppen, auch außerhalb unseres Lehrstuhls, genutzt werden.

Am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft ist Christoph Somsen für die Durchstrahlungselektronenmikroskopie zuständig. Wissenschaftlich unterstützt wird er dabei von apl. Prof. Antonin Dlouhý, der insbesondere die Expertise in der physikalischen Charakterisierung von Kristalldefekten einbringt und in die Lehre im TEM-Bereich eingebunden ist. Christoph Somsen arbeitet außerdem eng mit Aleksander Kostka zusammen, der im Forschungszentrum ZGH für die hochauflösende Elektronenmikroskopie zuständig ist. Gemeinsam haben Christoph Somsen (federführend) und Aleksander Kostka (technisch beratend) mehrere erfolgreiche Großgeräte-Anträge für Elektronenmikroskope und Zubehör gestellt.

Gegen Ende des Berichtszeitraums wurden zwei neue Durchstrahlungselektronenmikroskope installiert, eines am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft und ein zweites, hochauflösendes im Forschungszentrum ZGH. Für das Einfahren dieser neuen Geräte, das Erproben der neuen Möglichkeiten und für die effektive Nutzung der neuen Geräte in den laufenden Forschungsprojekten konnten wir Alireza Basir Parsa als TEM-Wissenschaftler gewinnen, der bereits im Rahmen seiner Doktorarbeit und in einer ersten Postdoc-Phase im TEM-Bereich bei uns aktiv war.

Für die Rasterelektronenmikroskopie ist am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft Norbert Lindner zuständig, in Forschung und Lehre wird sie von Jan Frenzel und Pascal Thome vertreten.

Die Elektronenmikroskopie prägt das übergeordnete Forschungsgebiet Mechanische und mikrostrukturelle Charakterisierung stark mit (siehe oben). Dabei bildet sie auch eine große, aktive und kohärente Arbeitsgruppe unseres Lehrstuhls. Einige Publikationen aus der Gruppe wurden bereits bei der Vorstellung des Forschungsgebiets genannt. Andere tauchen auch beim Output der anderen Forschungsgruppen auf.

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