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1,4 Millionen Euro für die Forschung: Neue Elektronenstrahlmikrosonde in Betrieb

10.12.2015

Clausthal-Zellerfeld. Die neue Elektronenstrahlmikrosonde mit Feldemissionsemitter des Typs SXFiveFE vom Hersteller Cameca, aufgebaut im Labor des Fachgebiets Mineralogie-Geochemie-Salzlagerstätten der TU Clausthal, ist jetzt einsatzbereit. Ende Oktober angeliefert, konnten die Inbetriebnahme und die Einweisung der Mitarbeiter für diese 1,4-Millionen-Euro-Investition im November abgeschlossen werden.

Arbeiten mit der neuen Mikrosonde (von links): Professor Kurt Mengel, Dr. Thomas Schirmer, Dietlind Nordhausen, Klaus Herrmann und Daniel Espinosa (Cameca). Foto: Ernst

Arbeiten mit der neuen Mikrosonde (von links): Professor Kurt Mengel, Dr. Thomas Schirmer, Dietlind Nordhausen, Klaus Herrmann und Daniel Espinosa (Cameca). Foto: Ernst

Das Verfahren ermöglicht die ortsaufgelöste chemische Analyse von festen Substanzen bis in den Sub-Mikron-Bereich. Damit erschließen sich für die TU Clausthal völlig neue Einsatzgebiete im Bereich der ortsauflösenden chemischen Mikroanalytik. Neben dem Fachgebiet Mineralogie-Geochemie werden vor allem die Bereiche Lagerstättenforschung, Thermochemie und Mikrokinetik, Werkstoffwissenschaften sowie Aufbereitung, Recycling, Glastechnologie und Schweißtechnik von den Möglichkeiten der neuen Mikrosonde profitieren.

Die neue Mikrosonde wird zukünftig für Forschungsvorhaben aus folgenden Themengebieten eingesetzt:

  • Geowissenschaften (Elementverteilung in Mineralen, quantitativer Mineralbestand, Mischkristalle und Entmischungen, Zonierung der Spurenelementverteilung, Grundmasse von Chondriten)
  • Aufbereitung und Recycling (Phasenanpassung für Feinkornflotation, Charakterisierung komplexer Primärrohstoffe)
  • Metallurgie (Charakterisierung von Elektrodenprozessen, Kinetik, Diffusionsprozesse und Charakterisierung von Hartstoffschichten auf der Nanometerskala)
  • Nichtmetallische Werkstoffe (mineralogische und chemische Prozesse in Sinterreaktionen, Homogenität und Diffusionsprozesse in Glas- und Glaswerkstoffen)
  • Schweißtechnik (Verteilung von Nanopartikeln, Struktur und Entmischung von Schweißmitteln)
  • Verbrennungstechnik (chemische und mineralogische Charakterisierung von Verbrennungsrückständen)

Die erweiterten analytischen Möglichkeiten der Feldemissions-Mikrosonde, die das Land Niedersachsen zusammen mit der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert hat, erschließen damit neue Einsatzgebiete dieser Methode in sehr vielen Forschungsbereichen an der TU Clausthal. Bei der Neubeschaffung stand die Elementanalytik kleinster Partikel und Lamellen ganz im Vordergrund. Nach umfangreichen Tests hat sich die Arbeitsgruppe daher für die Feldemissionsanregung entschieden, da diese die zurzeit beste Anregungsstabilität und chemische Ortsauflösung bietet.

Die neue SXFiveFE ist umfangreich ausgestattet mit fünf wellenlängendispersiven Spektrometern (WDS), davon zwei mit je vier Kristallen und drei mit je zwei großen Kristallen für hohe Intensität bei gleichzeitig hoher Auflösung. Als Besonderheit ist ein WDS mit einem großen TAP-Kristall (Thallium-Hydrogen-Phtalat) in Johansson-Geometrie ausgerüstet. Dieser kann unter anderem die Verschiebung der Sauerstoff-α-Linie bei unterschiedlichen Bindungsverhältnissen auflösen und so zur Aufklärung der chemischen Struktur in Mineralen beitragen. Mit dem energiedispersiven System lassen sich die Konzentrationen der chemischen Hauptkomponenten erfassen, während gleichzeitig mit den nachweisstärkeren WDS vor allem Spurenelement-Konzentrationen präzise analysiert werden.

Kontakt:
Dr. Thomas Schirmer
Fachgebiet Mineralogie-Geochemie-Salzlagerstätten
Institut für Endlagerforschung
TU Clausthal
E-Mail: Thomas.Schirmer@tu-clausthal.de

Klaus Herrmann
Fachgebiet Mineralogie-Geochemie-Salzlagerstätten
Institut für Endlagerforschung
TU Clausthal
E-Mail: Klaus.herrmann@tu-clausthal.de

Dietlind Nordhausen
Fachgebiet Mineralogie-Geochemie-Salzlagerstätten
Institut für Endlagerforschung
TU Clausthal
E-Mail: Dietlind.nordhausen@tu-clausthal.de

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