Mikroskopie und Bildverarbeitung

Digitale Lichtmikroskopie

Gerät

Zeiss Axiolab A1, Leica Wild M3Z

Prinzip

 

Auflichtmikroskop:

  • Licht wird von der gleichen Seite eingestrahlt von der auch das Objekt betrachtet wird → Einsatz bei undurchlässigen Präparaten möglich
  • Durch den Einsatz einer Digitalkamera kann die Auswertung am PC erfolgen
  • 3 Kontrastmodule: Hellfeld, Dunkelfeld, zirkular differentieller Interferenzkontrast

Messbereich

Auflösung: bis zu 1 µm

Rasterelektronenmikroskop (REM)

Gerät

Phenom, Fa. FEI

Prinzip

Abtasten der Oberfläche mittels Elektronenstrahl

Messbereich

Vergrößerung 525x – 24.000x
Auflösung > 30nm
Max. Bildgröße: 2048x2048px

Raumtemperatur-Rasterkraftmikroskop (AFM)

Gerät

XE 100, Fa. Park Systems

Prinzip

  • Blattfeder (Cantilever) mit Spitze oder Colloidal Probe wird aufgrund von attraktiven oder repulsiven Kräften ausgelenkt
  • Auslenkung wird mittels Lichtezeigerprinzip (Laser-Cantilever-Sensor) detektiert und via Feedback konstant gehalten
  • Umrechnung des Spannungssignals in Höhe und Kraft
  • Messmodi: Oberflächenscans in Kontakt-, Nichtkontakt- und Intermittierenden Modus sowie Phasenkontrastaufnahmen möglich; Kraftspektroskopie, Indentermodus, Reibungskraftmessung
  • trockene Messung oder in lichtdurchlässiger Flüssigkeit (temperierbarer Liquid Cell) möglich

Messbereich

  • Low und High Voltage Mode, 16 bit DAC
  • Z-Scanner maximal 10 µm (High Voltage Mode)
  • XY-Scanner maximal 100×100 µm² (High Voltage Mode)

Hochtemperatur-Rasterkraftmikroskop (AFM)

Gerät

Hoch-Vakuum-SPM-System Serie 7500, RHK

Prinzip

AFM
  • Blattfeder (Cantilever) mit Spitze oder Colloidal Probe wird aufgrund von attraktiven oder repulsiven Kräften ausgelenkt
  • Auslenkung wird mittels Lichtezeigerprinzip (Laser-Cantilever-Sensor) detektiert und via Feedback konstant gehalten
  • Umrechnung des Spannungssignals in Höhe und Kraft
STM
  • Tunnelstrom zwischen Probe und STM-Spitze
  • entweder Konstanthalten der Höhe oder des Tunnelstroms via Feedback
  • Umrechnung des Spannungssignals in Höhe oder Kraft
  • Messmodi: Oberflächenscans in Kontakt-, Nichtkontakt- und Intermittierenden Modus sowie Phasenkontrastaufnahmen möglich; Kraftspektroskopie, Indentermodus, Reibungskraftmessung; neben STM auch Rastertunnelspektroskopie möglich
  • trocken
  • unter Normalbedingungen oder Hochvakuum (10-6 Torr) und Probetemperaturen zwischen 100-1500 K, Spülen mit Gas möglich
  • bis zu 3 Proben und 3 Tipholder im Messraum

Messbereich

  • Z-Scanner maximal 2 µm (0,1 Å)
  • XY-Scanner maximal 8x8 µm² (1 Å)
  • Thermischer Drift < 1 Å/min

Röntgenmikroskopie (XRM)

Gerät

Zeiss Xradia 510 Versa

Prinzip

  • Die Probe befindet sich auf einem drehbaren Probenhalter und wird in unterschiedlichen Ausrichtungen geröntgt.
  • Die transmittierte Röntgenstrahlung wird von einem Szintillator in sichtbares Licht umgewandelt, durch eine Optik geleitet und von einer CCD-Kamera aufgezeichnet.
  • Mit Hilfe einer Rekonstruktionssoftware wird aus den Bildern verschiedener Messrichtungen ein dreidimensionales Abbild der Probe errechnet.
  • Das dreidimensionale Abbild kann anschließend unter Einsatz von Spezialsoftware analysiert werden.

Messbereich

Objektive: 0,4x / 4x / 20x / 40x
Auflösung: 0,7 µm (kleinste Voxelgröße 70 nm)

Thermographiesystem

Gerät

VarioCam hr head 620, InfraTec GmbH

Prinzip

  • Wärmebildkamera: bildgebendes Gerät für Infrarotstrahlung, erfasst passiv die Temperaturverteilungen auf Flächen und Gegenständen und stellt diese dar
  • Das Verfahren der berührungslosen Temperaturmessung beruht auf dem physikalischen Phänomen, dass Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes von 0 K (-273,15 °C) elektromagnetische Strahlung aussenden. Die Intensität dieser kann bestimmt werden und daraus die Temperatur des aussendenden Körpers berechnet werden.

Messbereich

  • Temperaturmessbereich: -40…1.200 °C
  • Geometrische Auflösung: 640 x 480 IR-Pixel
  • Infrarot-Bildfrequenz: 50/60 Hz
  • Thermische Auflösung (bei 30 °C): 0,03 K
  • Spektralbereich: 7,5…14 µm

Rauigkeitsmessgerät

Gerät

Hommel-Etamic Tester T 1000 wave (Fa. Jenoptik AG)

Prinzip

  • Tastschnittverfahren: Ein Vorschubapparat bewegt eine Tastspitze (Gleitkufentaster TK300L: 5 µm/90°) über die Oberfläche eines Werkstücks. Der senkrechte Hub der Tastspitze wird in ein elektrisches Signal umgesetzt, das in der Auswerteeinheit als digitales Profil erfasst wird. Anhand dieses Profil werden nach DIN EN ISO 4287 verschiedene Rauigkeitskennwerte berechnet.
  • Gleitkufentaster eignen sich besonders zur Charakterisierung von Kugellagerlaufbahnen, Zahnflanken an Zahnrädern, gekrümmte Flächen und Blechoberflächen.

Messbereich

  • 80…320 µm
  • stationäre oder mobile Messungen möglich