Nanotomographie an Entladungskratern - Neue Möglichkeiten hochauflösender 3D-Analyse der lokalen Werkstoffschädigung

Abstract:
Die korrekte Erfassung und Analyse der Gefügesituation ist für das Verständnis der Schädigungsmechanismen von Kontaktwerkstoffen und die Entwicklung neuartiger Materialen von essentieller Bedeutung. Die Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen wurde bisher im Allgemeinen auf die 2D-Schliffebene beschränkt. Tomographische Untersuchungen können neue Erkenntnisse liefern, da sie das relevante Volumen in seiner Komplexität erfassen. Entscheidend sind dabei eine ausreichend hohe Auflösung, geeignete Kontrastphänomene und ein ausreichend großes Messvolumen. Alle diese Voraussetzungen erfüllt die Nanotomographie mit fokussierten Ionen- (FIB) und Elektronenstrahlen (REM). In dieser Arbeit wurde exemplarisch das Gefüge von Ag/SnO2 Kontaktwerkstoffen mittels FIB/REM-Nanotomographie dreidimensional rekonstruiert. Daran schloss sich die quantitative Analyse der gefügecharakteristischen Kenngrößen in 3D mit Hilfe des Softwaresystems MAVI. Exemplarisch wurde die Gefügesituation eines ungeschalteten Ag/SnO2-Werkstoffs quantitativ verglichen mit der derjenigen eines geschalteten Zustandes. Wichtige Gefügeparameter, die Verteilung der Teilchengröße und der räumlichen Abstände zwischen den Oxidpartikeln wurden ermittelt und geben einen Einblick in die lokale Gefügedegradation im Schaltbereich.