Focused Ion Beam-Modul
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mithilfe des FIB-Moduls konnten mikrostrukturell kurze Risse in Vergütungsstählen detailliert auf die räumliche Lage und deren Interaktion mit der lokalen Mikrostruktur untersucht werden. Hierzu wurden hochaufgelöste Aufnahmen der oberflächlichen Risspfade sowie Querschnitte der Risstiefenverläufe unterhalb der Probenoberfläche erstellt. Hochauflösende Aufnahmen von Rissverläufen an der Probenoberfläche sowie Querschnitte von Rissverläufen unterhalb der Probenoberfläche lieferten essenzielle Erkenntnisse hinsichtlich der Analyse des Risswachstums und des Einflusses mikrostruktureller Barrieren. Im Rahmen eines ZIM-Kooperationsprojekts wurde die Phasenbildung während des Laserauftragschweißens neuartiger Legierungssysteme für Laserhartbeschichtungen behandelt. Gebildete Umwandlungskarbide wurden mit Hilfe der FIB untersucht und tomographiert. Ein BMBF-Projekt beschäftigte sich mit der Additiven Fertigung sowie der Pulverherstellung mittels Gasverdüsung von Kupferlegierungen. Die während des Verdüsungsprozesses erzeugten Pulverpartikel wurden mit Hilfe der FIB hinsichtlich Ausscheidungs- und Porenbildung untersucht. Außerdem wurden TEM-Lamellen mittels FIB aus SLM-gefertigten Probenkörpern entnommen und im TEM untersucht. Im Rahmen einer Kooperation mit der Chalmers University of Technology wurden Korrosionstaschen, die während einer Auslagerung von FeNiCrAl-Legierungen in N2-5%H2 entstehen, untersucht. Dabei wurden sowohl FIB-Schnitte an den Korrosionstaschen als auch 3D-Tomographien in Kombination mit einer 3D-Rekonstruktion durchgeführt. Durch die Untersuchungen konnten entscheidende Rückschlüsse auf einen neuen Mechanismus zur gemeinsamen Bildung von Methan und eines Porennetzwerks gewonnen werden. Mit Hilfe des FIB Moduls konnten nähere Erkenntnisse für die bislang weitestgehend ungeklärte hohe Aktivität und Stabilität von oberflächenmodifizierten Stählen gegenüber der elektrokatalytisch initiierten Sauerstoffbildungsreaktion erworben werden. Es konnte so beispielsweise gezeigt werden, dass die bei der Elektroaktivierung erzeugte katalytisch aktive äußere Sphäre intrinsisch erzeugt wurde und somit ohne die Entstehung einer klaren Demarkation zwischen der äußeren Oberfläche und der Matrix auskommt. Des Weiteren konnte die Größe von eingeschlossenen Carbid-Ausscheidungen bestimmt und als entscheidend für die katalytische Stabilität von oberflächenmodifiziertem Stahl identifiziert werden. Das FIB-Modul wurde in der Abteilung Zoologie (A. Paululat) zur morphologischen Untersuchung der inneren Oberfläche von Tracheen in Drosophila melanogaster eingesetzt. Mit Hilfe der FIB-Einheit konnte innerhalb der Tracheen von Drosophila melanogaster eine bisher unbekannte morphologische Struktur auf der inneren Tracheen-Oberfläche lokalisiert und analysiert werden. Dazu war es notwendig, mit Hilfe des Ionenstrahls definierte Bereiche der Tracheen abzutragen und somit die Sicht auf die gegenüberliegende apikale Oberfläche zu ermöglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Electro-oxidation of a cobalt based steel in LiOH: a non-noble metal based electrocatalyst suitable for durable water-splitting in an acidic milieu. Nanoscale 2017, 9, 17829
H. Schäfer, K. Küpper, K. Müller-Buschbaum, D. Daum, M. Steinhart, J. Wollschläger, U. Krupp, M. Schmidt, W. Han, J. Stangl
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/C7NR06527B) - Free-Sustaining Three-dimensional S235 Steelbased Porous Electrocatalyst for Highly Efficient and Durable Oxygen Evolution. ChemSusChem 2018, 11, 3661
W. Han, K. Küpper, P. Hou, W. Akram, H. Eickmeier, J. Hardege, M. Steinhart, H. Schäfer
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/cssc.201801351) - Investigations of fatigue damage of tempered martensitic steel during HCF and VHCF loading. 6th International Conference on Crack Paths, Verona, Italy, 2018
K. Koschella, A. Giertler, U. Krupp
- Ordered topographically patterned silicon by insect-inspired capillary submicron stamping. ACS Appl. Mater. Interf. 2018, 10, 7451
W. Han, P. Hou, S. Sadaf, H. Schäfer, L. Walder, M. Steinhart
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acsami.7b18163) - Steel-based electrocatalysts for efficient and durable oxygen evolution in acidic media. Catal. Sci. Technol. 2018, 8, 2104
H. Schäfer, K. Küpper, M. Schmidt, K. Müller-Buschbaum, J. Stangl, D. Daum, M. Steinhart, C. Schulz-Kölbel, W. Han, J. Wollschläger, U. Krupp, P. Hou, X. Liu
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/C7CY02194A)
