Entwicklung leichterer, schnellerer und widerstandsfähigerer technischer Materialien

• Optische Mikroskopie: Deckt alle typischen metallografischen Anwendungen mithilfe von Aufrecht-, Invert-, Zoom-, Digital- und Konfokalsystemen ab. Ermöglicht Analysen zu Korngröße, nichtmetallischen Einschlüssen, Graphit in Gusseisen, Mehrphasenverteilungen in Legierungen, Beschichtungs- oder Schichtdicke, Oberflächenrauheit oder technischer Sauberkeit.
• Elektronenmikroskopie: Bietet ultrahohe Auflösung für die Visualisierung von Materialoberflächen im Nanobereich. Macht Ausfällungsphasen, Kornmikrostrukturen, Kristallgitterfehler und -verschiebungen sowie chemisches Mapping sichtbar oder ermöglicht automatisierte In-situ-Ladeversuche.
• FIB-SEM-Mikroskopie: Erweitert die SEM-Analyse durch den Einsatz eines Gallium-fokussierten Ionenstrahls zum gezielten Materialabtrag bis unter die Oberfläche. Ermöglicht die Probenvorbereitung auf Mikroebene für Pillars, Dogbones oder TEM-Lamellen und erleichtert zudem die 3D-Tomographie mittels Serienschnitt. Durch die Kombination von FIB-SEM mit einem Femtosekundenlaser (fs) decken Forscher ein breites Spektrum an Anforderungen im Bereich der Materialabtragung ab.
• 3D-Röntgenmikroskopie: Ermöglicht zerstörungsfreies 3D-Imaging mittels hochauflösender Röntgentomographie. Ideal für die Analyse innerer Probenmerkmale oder der Morphologie, wie Hohlräume, Risse, verteilte Partikel oder kristalline Mikrostrukturen.

Das ZEISS Portfolio für Mikroskopielösungen ist auf vier zentrale Herausforderungen bei der Charakterisierung ausgelegt, mit denen Materialwissenschaftler häufig konfrontiert werden:

• Metallografische Routine: Die grundlegende Charakterisierung metallischer Mikrostrukturen erfordert eine routinemäßige und effiziente Analyse von Merkmalen wie Korngrößen, Phasenverteilungen und Einschlüssen. Die verschiedenen Lichtmikroskop-Konfigurationen von ZEISS sorgen in Kombination mit der Erfassungs- und Analysesoftware ZEN Core dafür, dass Forscher diese Aufgaben problemlos und unter Einhaltung der Branchenstandards durchführen können.
• Mehrskalige Bildgebung: Viele technische Materialien weisen hierarchische Strukturen auf, deren wesentliche Merkmale sich von der Makro- bis zur Nanoskala erstrecken. Das umfangreiche Portfolio an optischen, Elektronen- und Röntgenmikroskopen von ZEISS ist nicht nur darauf ausgelegt, diesen vielfältigen Anforderungen gerecht zu werden, sondern unterstützt Forscher auch dabei, ihre Proben und Bilddaten miteinander zu verknüpfen, um koordiniert und sinnvoll mit den verschiedenen Längenskalen und Geräten umgehen zu können.
• 3D-Charakterisierung: Die komplexen Strukturen, die in technischen Materialien vorkommen, sind in der Regel dreidimensional. Daher kann es entscheidend sein, mit bildgebenden Verfahren zu arbeiten, die diese Komplexität widerspiegeln und erfassen. ZEISS bietet konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie, 3D-Röntgenmikroskopie sowie FIB-SEM-Tomographieverfahren an, um sicherzustellen, dass die Strukturen von Materialien in allen drei Raumdimensionen sichtbar werden.
• In-situ-Experimente: Um besser zu verstehen, wie sich ein Material in einer bestimmten Anwendung verhält, möchten Wissenschaftler häufig beobachten, wie Mikrostrukturen unter realen Betriebsbedingungen oder unter herbeigeführten Reizen bzw. Belastungen reagieren. Das ZEISS Portfolio für Mikroskopielösungen umfasst eine Vielzahl von In-situ-Versuchsaufbauten und Tischen, die solche Arbeitsabläufe erheblich vereinfachen.
  

Das ZEISS Portfolio für Mikroskopielösungen deckt die Anforderungen an die Bildgebung für eine Vielzahl von Materialarten ab:

• Metalle und Legierungen: ZEISS Mikroskope decken das gesamte Spektrum der Charakterisierungsanforderungen in der Metall- und Legierungsforschung ab, von der routinemäßigen Metallographie bis hin zur fortschrittlichen 3D- und In-situ-Charakterisierung.
• Verbundstoffe: Verbundwerkstoffe, insbesondere faserverstärkte Polymerverbundwerkstoffe, sind überzeugende Alternativen zu metallischen Werkstoffen, vor allem bei gewichtskritischen Anwendungen. Röntgenmikroskope von ZEISS, wie beispielsweise das VersaXRM, liefern 3D-Bilder der Faserverteilung und der Matrixstruktur, die entscheidend sein können für das Verständnis der einzigartigen und mitunter stark anisotropen 3D-Strukturen, die in diesen Materialien häufig zu finden sind.
• Keramik: Rasterelektronenmikroskope von ZEISS, häufig in Kombination mit einem fokussierten Ionenstrahl, bieten eine hochauflösende und oberflächensensitive Bildgebung, die sich ideal für Strukturen im Nano- und Mikrobereich sowie für Korngrößen eignet, wie sie häufig in keramischen Werkstoffen zu finden sind.
• Zementhaltige Baustoffe: Beton und ähnliche Baustoffe sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer geringen Kosten von entscheidender Bedeutung. Fortschrittliche Bildgebungsverfahren, wie beispielsweise die 3D-Röntgenmikroskopie von ZEISS, können dazu beitragen, die Zusammenhänge zwischen Struktur und mechanischen Eigenschaften besser zu verstehen, oder sogar zu Fortschritten in aufstrebenden Bereichen wie selbstheilenden Materialien führen.