Allgemeine Werkstoffeigenschaften
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Kupferprobe mit ~200nm Korngröße vor und nach dem Testen
Untersuchung lokaler mechanischer Eigenschaften anhand von Mikrodruckversuchen

Thema: Nanomechanik

Verantwortliche Mitarbeiter:
    →  PD Dr.-Ing. Benoit Merle
    →  M. Sc. Sebastian Krauß

Die mechanischen Eigenschaften makroskopischer Proben sind abhängig von den im Probenvolumen befindlichen Defekten. Um den individuellen Einfluss dieser mikrostrukturellen Defekte zu dem makroskopischen Verformungsverhalten aufzulösen, muss die zu untersuchende Probendimension auf die Defektgröße reduziert werden. Dies kann durch die Strukturierung mikroskaliger, zylindrischer Druckproben aus dem Bulkmaterial, mittels FIB Strukturierung, realisiert werden.

Durch gezieltes Strukturieren der Druckproben an Features der Mikrostruktur (Korngrenzen, Zwillingsgrenzen, Ausscheidungen, etc.) und an Stellen ohne diese Features, kann das Verformungsverhalten verglichen und der Einfluss des Features auf die mechanischen Eigenschaften isoliert werden. Weiterhin können leicht einkristalline Druckproben hergestellt werden, solange die Probendimensionen kleiner sind als die Korngröße. Bei weiterer Verringerung der Probendimensionen kommt es bei mikroskaligen Proben zu Größeneffekten, die die mechanischen Eigenschaften enorm beeinflussen. Dies führt zu einem Anstieg der Festigkeit („smaller is stronger“) und zu einer größeren Messstreuung.

Eine weitere Charakterisierung der verformten Druckprobe kann durch FIB Präparation einer TEM bzw. STEM Lamelle erfolgen und ermöglicht eine atomare Auflösung. Wird die Lastsituation während des Druckexperiments verändert, können Kriech- und Ermüdungsexperimente auf der Mikroskala durchgeführt werden.

Stand: 18.06.2020