Viele Hochleistungswerkstoffe wie Magnesiumlegierungen, Hochtemperatur- oder Formgedächtnislegierungen verdanken ihre besonderen Eigenschaften Materialstrukturen, die im Bereich weniger Nanometer liegen. Die Werkstoffkundler am Produktionstechnischen Zentrum der Leibniz Universität Hannover untersuchen, wie diese Materialstrukturen auf Nano- und Mikroebene zu makroskopischen Eigenschaften wie etwa Härte oder Elastizität führen.
Nanometer im Fokus
Das „Feldemitter-Rasterelektronenmikroskop mit Focused Ion Beam (FIB) und Zweistrahlsystem“, das dem IW und seinem Leiter Professor Hans Jürgen Maier von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Land Niedersachsen für insgesamt 1,2 Millionen Euro finanziert wurde, wird den Wissenschaftlern genau in dieser relevanten, wenige Nanometer umfassenden Größenordnung ganz neue Einblicke und sogar Eingriffe ermöglichen. „Die Auflösung liegt mit 1,2 Nanometern nahe an der Grenze des Noch-Möglichen“, erklärt Torsten Heidenblut, in dessen Analytik-Abteilung am IW das neue FE-REM genutzt werden soll. „Und wir können damit wie mit einem drei Nanometer großen Skalpell beispielsweise Lamellen aus dem Material herauspräparieren – und dabei zusehen.“ Das ist der Vorteil des Zweistrahlsystems.
Vorstoß in neue Dimensionen
Neue Erkenntnisse erhofft sich Heidenblut beispielsweise in der Schadensanalyse. So lässt sich etwa aus einem haardünnen Draht eine Probe an genau der Stelle herauspräparieren, an der ein aufgetretener Fehler vermutet wird. Immer heißt das Ziel: die Materialstrukturen auf der Nanoebene mit dem erwünschten Verhalten, aber auch dem unerwarteten Versagen zusammenzubringen und die Abhängigkeiten zu verstehen. Dieses Verständnis wiederum hilft dabei, neue Materialien zu entwickeln, die noch hochfester, noch elastischer, noch temperaturbeständiger sind – oder eben alles zusammen.
