Ausstattung
Röntgenbeugung XRD
Für die Materialanalyse stehen am GHI zwei Röntgenbeungungsanlagen zur Verfügung. Zum einen ein D8 Advance der Firma Bruker und zum anderen ein Empyrean 3rd Gen der Firma Malvern PANalytical. Die D8 Advance wird weitestgehend für qualitative und quantitative Standardmessungen genutzt. Dank des verbauten Mehrfachwechsler können auch hohe Probenaufkommen in kurzer Zeit bewältigt werden. Das Empyrean hingegen bietet mit seiner umfangreicheren Ausstattung die Möglichkeit komplexere Untersuchungen, wie z.B. Stress- und Texturanalysen sowie PDF-Analysen, durchzuführen. Die Ausstattung beider Geräte kann im Detail der unten stehenden Auflistung entnommen werden.
Bruker Advanced D8
Röntgenröhre: Kupfer 1.54059 Ångström
Primäroptik: Göbelspiegel, Parallelstrahloptik
Probenumgebung: Probenwechsler, x-y-z-Stage, Hochtemperaturbandkammer HTK2000N
Sekundäroptik: Standardoptik
Detektor: LYNXEYE Silizium-Streifen-Detektor mit sehr guter Energieauflösung
Empyrean 3rd Gen
Röntgenröhre: Kupfer 1.54059 Ångström, Chrom 2.28973 Ångström, Silber 0.55941 Ångström
Primäroptik: ICore Kupfer mit automatisierten Blenden und BBHD-Spiegel, Fokussiereinheit für Kapillarmessungen
Probenumgebung: 5-Achs-Eulerwiege, Hochtemperaturofenkammer HTK1200N mit Kapillarzusatz, Kapillarspinner
Sekundäroptik: Standardoptik, Parallelplattenkollimator
Detektor: GaliPIX3D CdTe-Sensor, Szintiilationszähler
Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop
Das Rasterelektronenmikroskop GeminiSEM 500 von Zeiss ermöglicht Vergrößerungen bis zu 2Mio.-fach und eine max. Auflösung von 0,6 Nanometer möglich. Es verfügt über eine Vielzahl verschiedener Detektoren. Verbaut sind ein Inlens-SE Detektor, ein Inlens EsB Detektor, ein Everhart-Thornley-SE Detektor, ein VPSE-Detektor, sowie ein Rückstreuelektronendetektor. Zudem ist für die Elementanalyse ein EDX Detektor und zur Bestimmung der Kristallorientierung ein EBSD Detektor von Oxford verbaut. Unser REM verfügt über einen VP Modus, der es erlaubt nichtleitende Proben hochauflösend ohne Beschichtung bei niedrigem Vakuum zu betrachten. Selbst bei niedrigen Spannung lassen sich an diesem Gerät hohe Auflösungen in perfekter Bildqualität erreichen. Mit unserem neuen Rasterelektronenmikroskop sind wir somit gut auf alle zukünftigen Anforderungen des GHI´s gerüstet.
Spezialöfen
Am GHI stehen diverse Schmelzöfen zur Charakterisierung von Aufschmelzvorgängen von Glasgemengen und Alterungsprozessen von kermaischen Bauteilen zur Verfügung. Hervorzuheben sind hier der 10kg-Ofen, der eine Untersuchung des Aufschmelz- und Abkühlverhaltens von Größeren Gemengen ermöglicht, sowie ein Hybrid-Ofen der mit unterschiedlichen Energieträgern wie Methan, Wasserstoff oder elektrisch beheizt werden kann.
Schwebeschmelzanlage
Das Institut für Gesteinshüttenkunde verfügt über eine weltweit einzigartige Schwebeschmelzanlage, mit der die berührungslose Bestimmung thermophysikalischer Eigenschaften von frei schwebenden kristallinen oder flüssigen Probenkörpern bei Temperaturen bis zu 3000 Grad Celsius möglich ist. Sie wird hauptsächlich eingesetzt, um Eigenschaften von Schmelzen wie Dichte, thermische Ausdehnung, Oberflächenspannung, Schmelz- und Liquidustemperaturen vom Hochtemperaturbereich bis in den stark unterkühlten Zustand zu bestimmen.
Dilatometer
Bei der Dilatometrie wird die Längenänderung einer Probe gegen die Temperatur gemessen. Aus den Kurven können Rückschlüsse auf Modifikationsänderungen, chemische Reaktionen, Sinter- und Schmelzvorgänge gezogen werden. Das GHI verfügt über ein Dilatometer des Typs L70/2170 LINSEIS, mit schwenkbarem Ofen, wodurch ein schneller Wechsel zwischen oxidierender und reduzierender Atmosphäre möglich ist. Unter oxidierenden Bedingungen kann bis 1700 Grad Celsius und bei reduzierenden bis 2400 Grad Celsius gemessen werden.
Hochtemperatur-Resonanzfrequenz-Dämpfungsanalyse
Die Resonanzfrequenz-Dämpfungsanalyse, kurz RFDA, eignet sich zur Ermittlung der elastischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen und unterschiedlichen Atmosphären. Ein Probekörper wird durch einen leichten mechanischen Impuls angeregt und schwingt daraufhin mit einer oder mehrerer seiner Resonanzfrequenzen. Das daraus resultierende akustische Signal wird aufgezeichnet und über eine schnelle Fourier-Transformation in ein frequenzabhängiges Signal umgewandelt. Abhängig der gewählten Anregungsposition, können gemeinsam mit dem Abklingverhalten der Probekörperschwingung dynamische elastische Eigenschaften wie der Elastizitätsmodul, der Schubmodul, die Poissonzahl und die Dämpfung ermittelt werden. Am GHI steht dazu ein Prüfstand des Typs RFDA HT1750 IMCE NV zur Verfügung, mit dem üblicherweise Untersuchungen bis zu 1500 Grad Celsius bei Normalatmosphäre oder unter Argonspülung durchgeführt werden.