Nano-Strukturanalyse und Materialcharakterisierung

Positronen-Annihilations-Spektroskopie ist eine zerstörungsfreie Methode für die qualitative und quantitative Analyse von Materialeigenschaften auf der Nanometer-Skala. Untersuchen Sie Ihre Proben in einem völlig neuen Maßstab. Charakterisieren Sie Atomdefekte, das freie Volumen und poröse Systeme unter realen Bedingungen.

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COMPAS – Combined Methods for Positron Annihilation Spectroscopy

Die Positronen-Annihilations-Lebensdauer-Spektroskopie ermöglicht es nahezu jedes Material auf atomare Defekte wie Leerstellen, Leerstellencluster, freie Volumina oder Porensysteme zerstörungsfrei und ohne aufwändige Probenpräparation zu untersuchen. Basierend auf den Messungen können Aussagen über die Größe und den relativen Anteil etwaiger Defektstrukturen getroffen werden. Dies ist bei der Charakterisierung und Vorhersage von Ermüdungserscheinungen oder bei strukturellen Untersuchungen von Metallen, Polymeren sowie anorganischen Werkstoffen anwendbar. Insbesondere geschlossene und offene Porensystem im Bereich kleiner als 20 nm lassen sich mit der Methode zuverlässig untersuchen. Die Positronen-Annihilations-Lebensdauer-Spektroskopie hebt sich durch eine sehr hohe Sensitivität von anderen Standardmethoden ab und liefert detaillierte Informationen über die Mikrostruktur. Der Informationsgehalt ist dabei nicht lokal limitiert, sondern charakteristisch für ein ausgedehntes Probenvolumen.

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Positronen werden als Mikrosonde genutzt und in das Material implantiert. Sowohl die Defektumgebung als auch die Elektronendichte beeinflussen die Annihilation des Positrons mit einem Elektron und führen zu unterschiedlichen messbaren Effekten.

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Anwendungsgebiete

  • Vorhersage von Ermüdungserscheinungen in Metallen, Legierungen und Polymeren
  • Einfluss von Deformationen auf die Mikrostruktur von Festkörpern
  • Qualitätskontrolle und Optimierung innovativer Materialien
  • Bestimmung des freien Volumens und der Glasübergangstemperatur in Polymeren
  • Charakterisierung geschlossener und offener Porensysteme
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Abhängig vom Materialsystem können verschiedene Mikrostrukturen und Defekte untersucht werden. In Festkörpern ist es möglich, atomare Defekte wie Versetzungen, Einzel-Leerstellen und Agglomerate bis hin zu komplexen Systemen wie Korngrenzen oder Nano-Rissen nachzuweisen.

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Was wir anbieten

Unser qualifiziertes und kompetentes Team bietet Ihnen einen umfassenden Service im Bereich der zerstörungsfreien Materialcharakterisierung sowie individuelle Lösungen für Ihre Fragestellungen. Es steht Ihnen einer der weltweit modernsten Messplätze zur Verfügung, der sowohl mit einer exzellenten Auflösung, als auch mit einer geringen Messdauer überzeugt.

Flyer Service COMPAS (3,57 MB)

Wie Positronen entstehen

Einblick in die Nano-Welt


Mit Positronen Nano-Defekte sichtbar machen

Video HZDR-Strahlungsquelle ELBE

Materialwissenschaftler haben heute oft das Ziel, Materialien auf der Nanometer-Skala zu verbessern. Hierbei helfen Positronen, die Anti-Teilchen der Elektronen. Mit ihnen kann man Nano-Defekte sichtbar machen. Im HZDR werden an der Strahlungsquelle ELBE Elektronen beschleunigt, die anschließend unter anderem in Positronen umgewandelt werden.

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Ihre Ansprechpartner

Dr. Maik Butterling und Eric Hirschmann

Tel: +49 351 260 2671

compas@hzdri.de