In-situ-Rasterkraftmikroskop (in-situ-AFM)

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445052562

Das in-situ-Rasterkraftmikroskop (in-situ-AFM) soll in Verknüpfung mit dem vorhandenen fokussierten Ionenstrahl-Rasterelektronenmikroskop (FIB-REM) in laufenden und geplanten Forschungsprojekten sowie interdisziplinären und internationalen Forschungskooperationen zur Beschreibung der Mechanismen von mikrostrukturbasierten physikalisch-mechanischen Werkstoffreaktionen eingesetzt werden. Für eine präzise Erforschung der Zusammenhänge zwischen den mikrostrukturellen Eigenschaften und dem Verformungs- und Schädigungsverhalten sollen möglichst umfassende Informationen aus allen mikrostrukturellen Ebenen ermittelt und mit Daten der mechanisch-technologischen Untersuchungen verknüpft sowie qualitativ und quantitativ beschreiben werden. Besonders wertvoll sind in-operando-Daten aus mechanischen Versuchen, die basierend auf physikalischen Werkstoffreaktionen während der Beanspruchung mittels thermischer, elektrischer, mikromagnetischer, optischer und akustischer Sensorik erfasst werden. Um physikalische Werte mit mikrostrukturellen Charakteristika in Zusammenhang zu bringen, reichen licht- und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen nicht aus und müssen mit rasterkraftmikroskopischen Ergebnissen ergänzt werden. Mit Hilfe der in-situ-AFM-Charakterisierung werden lokale topographische, mikrostrukturelle, mikromechanische, elektrische, mikromagnetische und korrosive Eigenschaften unter mechanischer-thermisch-korrosiver Beanspruchung präzise erfasst und mit den in-operando ermittelten Werkstoff- und Bauteileigenschaften im Sinne eines Prozess-Struktur-Eigenschaft-Verständnisses verknüpft. Eine Kombination mit verfügbaren REM-Methoden wie EDX- und EBSD-Analysen sowie 3D-Charakterisierungen im FIB-REM ermöglichen eine simultane und vollumfassende Eigenschaftsbeschreibung mikrostruktureller Elemente, die auch in der Modellierung und Simulation Anwendung finden. Durch diesen bedeutenden Erkenntnisgewinn können mikrostrukturbasierte Mechanismen des Werkstoffverhaltens in-situ wissenschaftlich erforscht und über die Erstellung von Verformungs-, Schädigungs- und Lebensdauermodellen mit makroskopischen Eigenschaften gekoppelt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: In-situ-Rasterkraftmikroskop (in-situ-AFM)
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Frank Walther