Werkstoffcharakterisierung

Röntgendiffraktometer

Zur Bestimmung des kristallographischen Aufbaus dünner Schichten, sowie von Pulvern und kristallinen Bulkmaterialien werden Röntgenfeinstrukturuntersuchungen durchgeführt. Für diese Untersuchungen stehen am Department zwei Diffraktometer des Typs Bruker AXS D8 Advance zur Verfügung. Diese Röntgendiffraktometer bestehen aus Strahlungsquelle (Kupferröntgenröhren), Monochromatoren, diversen Blenden und Detektoren. Bei der Messung wird die Probe mit monochromatischem Röntgenlicht bestrahlt und die Beugung dieser Strahlung am Kristallgitter detektiert. Beim Durchfahren eines vordefinierten Winkelbereichs wird nach jenen Reflexionswinkeln gesucht, bei denen sich Intensitätsmaxima ausbilden. Die somit gemessenen Reflexwinkel sind charakteristisch für kristalline Materialien und ermöglichen dadurch unter anderem die Bestimmung der Phasenzusammensetzung von festen Proben. Die am Department verwendeten Detektoren erlauben es zusätzlich die Energie der gemessenen Strahlung einzustellen, was zu einem sehr guten Signal/Rausch-Verhältnis führt. Dies gilt besonders für Stahlproben, welche unter Kupferröntgenstrahlung stark fluoreszieren. Desweitern ermöglicht eine Eulerwiege durch das Kippen der Probe sowohl den Eigenspannungszustand, als auch die Textur des untersuchten Materials genau zu bestimmen. Eine Hochtemperaturkammer der Marke Anton Paar 1200 N gestattet es außerdem Proben bis 1200 °C aufzuheizen und unter Vakuum, Luft oder oxidierender Atmosphäre Phasenumwandlungen oder chemische Reaktionen zu erforschen.

 

Technische Daten:

  • Messgeometrie: Bragg-Brentano, Parallelstrahl, streifender Einfall, Transmission, Reflexion
  • Strahlung: Kupfer K-alpha, Linien- und Punktfokus
  • Detektoren: Szintillationszähler, energieauflösende Detektoren (0D und 1D-Modus)
  • Probenhalter: Neunfachprobenwechsler, Eulerwiege, Kapillarhalter und Hochtemperaturkammer (bis 1200 °C)
  • Atmosphäre: Vakuum, Luft und oxidierend
  • Software: ICDD pdf-Datenbank 2018 und EVA (Phasenanalyse), TOPAS (quantitative Bestimmung der Phasenanteile, Rietveld), TEXTURE (Texturmessung), LEPTOS (Spannungsberechnung)