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Abbildung und Messung elastischer Materialeigenschaften in polykristallinen Metallen mit hoher Ortsauflösung mittels Ultraschallkraftmikroskopie

 
: Rabe, U.; Geng, K.; Hirsekorn, S.; Kumar, A.; Arnold, W.

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Volltext urn:nbn:de:0011-n-1104498 (751 KByte PDF)
MD5 Fingerprint: 99d2e74c6a41cc94be2ed3b35b53ed33
Erstellt am: 3.12.2009


Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung. DGZfP-Jahrestagung 2009. CD-ROM : Münster, 18.-20. Mai 2009; Zerstörungsfreie Materialprüfung
Berlin: DGZfP, 2009 (DGZfP-Berichtsbände 115-CD)
ISBN: 978-3-940283-16-0
8 S.
Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (Jahrestagung) <2009, Münster>
Deutsch
Konferenzbeitrag, Elektronische Publikation
Fraunhofer IZFP ()
Ultraschallverfahren; Ultraschallkraftmikroskopie; akustische Nahfeldmikroskopie; Elastizität; Indentationsmodul; Kontaktsteifigkeit; Kraftmikroskopie; Materialeigenschaft; Resonanz; Spektroskopie; Ultraschall

Abstract
Der dynamische Betriebsmode von Kraftmikroskopen AFAM (Atomic Force Acoustic Microscopy) nutzt die Schwingungsresonanzen der Kraftmikroskopblattfedern im Ultraschallfrequenzbereich bei Kontakt mit einer Probenoberfläche zur Abbildung und Messung lokaler elastischer Eigenschaften. Mit diesem Kontaktresonanzspektroskopieverfahren wurden Kontaktsteifigkeitsverteilungen in polykristallinen Metallen (Nickelbasislegierung 625 und 9Cr-1Mo ferritischer Stahl) abgebildet. Die Indentationsmoduli von Ausscheidungen in den Werkstoffen konnten mit dem Indentationsmodul der Matrix als Referenz quantitativ bestimmt werden. Hierbei wurde ausgenutzt, dass die anisotropen Indentationsmoduli von Metallen kubischer Einkristallsymmetrie wenig von dem makroskopischen Wert der isotropen Polykristalle abweichen. Um die quantitative Auswertung von AFAM-Daten zu verbessern, wurden mit der Finiten Elemente Methode (FEM) Biege- und Torsionsresonanzen von Siliziumfederbalken berechnet. Hierbei wurde die elastische Einkristallanisotropie von Silizium berücksichtigt. Die Ergebnisse der FEM-Simulationen wurden mit analytischen Berechnungen und gemessenen Resonanzfrequenzen von Blattfedern verglichen. Der Einfluss der verschiedenen Geometrieparameter der Blattfedern auf die Ergebnisse wurde diskutiert.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-110449.html