Der Fachausschuss „Werkstoffcharakterisierung mit Strahllinien“

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Werkstoffcharakterisierung mit Strahllinien
Fachausschuss


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Im Charaktertest. Werkstoffcharakterisierung mit Strahllinien

Dank der weltweit existierenden Synchrotron- und Neutronenstrahlungsquellen steht eine immer größer werdende Anzahl von Messeinrichtungen für die Materialcharakterisierung zur Verfügung. Diese so genannten Strahllinien („Beamlines“) sind hochspezialisierte Messlabore, die als Messsonde Neutronen- oder Synchrotronstrahlung mit deren spezifischen Eigenschaften nutzen. Im Unterschied zu Laborquellen verfügen die Strahllinien über eine sehr hohe Strahlungsintensität, die schnelle Messungen zulässt – und so zum Beispiel In-Situ-Beobachtung der Entstehung von Metallschäumen ermöglicht.

Die Strahllinien verfügen in der Regel über optische Elemente (Monochromatoren, Spiegel, Gitter, Kristalle) mit deren Hilfe die Energie der Strahlung auf die jeweilige Messaufgabe angepasst werden kann. Zumeist sind sie für spezifische Werkstoffuntersuchungen wie Sychrotron- und Neutronen-Radiographie bzw. Sychrotron- und Neutronen-Computertomographie konfiguriert. Ein weiteres Beispiel ist die Eigenspannungsanlyse mittels Synchrotron- und Neutronen-Diffraktometrie, die Auskunft über die Kristallgitterdehnung als Folge mechanischer äußerer und innerer Lasten gibt.

Sensibel machen für die Möglichkeiten

Während die Synchrotronstrahlung bei dieser Methode Informationen über den oberflächennahen Bereich des Werkstoffs liefert, liefert Neutronenstrahlung Informationen aus dem Inneren des Werkstoffs. Kennt man die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs, so lassen sich dessen Dehnungsdaten aus den Messergebnissen berechnen.

Bisher kommen Strahllinien vor allem in der Grundlagenforschung zum Einsatz. Im Bereich der anwendungsnahen Werkstoffuntersuchungen sind sie noch eher die Ausnahme. Um ihre Möglichkeiten besser ausschöpfen zu können, müssen Forschungsförderer, Strahllinienbetreiber sowie Gutachter für Strahlzeitanträge für die Bedürfnisse der Materialwissenschaften in diesem Bereich stärker als bisher sensibilisiert werden. Eine wichtige Vermittlerfunktion will dieser DGM-Fachausschuss leisten.