Home Spezielle röntgenographische Mikrobeugung
Article
Licensed
Unlicensed Requires Authentication

Spezielle röntgenographische Mikrobeugung

Teil 1: Die KOSSEL-Technik
  • Jürgen Bauch and Hans-Jürgen Ullrich
Published/Copyright: May 26, 2013
Become an author with De Gruyter Brill

Kurzfassung

Es gibt weltweite Anstrengungen, Mikrobereiche kompakter Proben mittels Röntgenmikrobeugungsverfahren („X-ray Microdiffraction“) zu untersuchen. Die synchrotron- bzw. elektronenstrahlangeregte KOSSEL-Technik (Teil 1) und die neu entwickelte Röntgen-Drehschwenk- Technik (Teil 2) werden als spezielle röntgenographische Verfahren vorgestellt und hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten und Grenzen verglichen. Ausgehend vom Prinzip der Entstehung und des Informationsgehaltes dieser Interferenzen werden Auswertungsmethoden und ausgewählte Anwendungen im Mikrobereich wie die Präzisionsgitterkonstantenbestimmung, die Einzelkorn-Orientierungsbestimmung sowie die Eigenspannungsanalyse II. und III. Art an Werkstoffbeispielen beschrieben. Erstmalig wird ein neu entwickeltes „KOSSEL-EBSD-REM-Multifunktionssystem“ vorgestellt.

Abstract

There are world-wide efforts to analyze micro regions of compact samples by means of X-ray diffraction. Two micro diffraction procedures, the KOSSEL technique (part 1) excited by electron or synchrotron radiation beams and the new X-ray Rotation-Tilt Method (part 2), are compared to show their possibilities and limitations. This techniques can be applied to a wide range of analytical problems in materials diagnostics, e.g.: high-accuracy determination of crystallographic orientations, dislocation density determination, determination of decrease in symmetry, high-accuracy determination of lattice constants, precision determination of residual stresses of the second and the third kind as well as phase identification in micro regions. Some selected examples are presented.


Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Jürgen Bauch, Jahrgang 1956, studierte an der TU Dresden Informationstechnik (Bauelemente und Systeme) und schloss sein Studium 1982 als Diplomingenieur ab. Danach wechselte er in die Werkstoffwissenschaft. Nach der Promotion 1986 und der Habilitation 2002 erhielt er 2003 die Lehrbefugnis und wurde zum Privatdozenten für „Physikalische Werkstoffdiagnostik“ ernannt. Gegenwärtig leitet er das „Röntgenographische Speziallabor“ des Institutes für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Hans-Jürgen Ullrich, Jahrgang 1938 studierte an der TU Dresden Physik und schloss sein Studium 1961 als Diplomphysiker ab. Nach der Promotion 1967 und der Habilitation 1975 wurde er als Professor für Werkstoffdiagnostik an das Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden berufen. 1996 und 2002 wirkte er als Gastprofessor an der TU Wien. Seit dem 1.4.2003 befindet er sich im Ruhestand.


Literatur

1 Kossel, W.; Loeck, V.; Voges, H.: Die Richtungsverteilung der in einem Kristall entstandenen charakteristischen Röntgenstrahlung. Z. f. Physik94 (1935) S. 139145Search in Google Scholar

2 Borrmann, G.: Röntgenlichtquelle im Einkristall. Naturwiss.23 (1935) S. 591592Search in Google Scholar

3 Borrmann, G.: Über die Interferenzen aus Gitterquellen bei Anregung durch Röntgenstrahlen. Ann. der Physik27 (1936) S. 669693Search in Google Scholar

4 Laue, M. v.: Röntgenstrahlinterferenzen. Frankfurt/M. 1960Search in Google Scholar

5 Stephan, D.; Blau, W.; Ullrich, H.-J.; Schulze, G.E.R.: Hell-Dunkel-Struktur der KOSSEL- Interferenzlinien und Kristallstrukturanalyse (I): Theoretisches Linienprofil unter Berücksichtigung der Absorption. Cryst. Res. Technol.9 (1974) S. 707727Search in Google Scholar

6 Stephan, D.; Ullrich, H.-J.; Schulze, G.E.R.: Hell-Dunkel-Struktur der KOSSEL-Interferenzlinien und Kristallstrukturanalyse (II): Theoretische Linien-Ausläufer und Vergleich mit experimentellen Ergebnissen. Cryst. Res. Technol.11 (1976) S. 475Search in Google Scholar

7 Bauch, J.: Röntgen-Drehschwenk- und KOSSEL-Technik als innovative Mikrobeugungsverfahren und ihr Einsatz in der Materialforschung. Habilitationsschrift, TU Dresden, Institut für Werkstoffwissenschaft, 2001Search in Google Scholar

8 Bauch, J.; Ullrich, H.-J.; Böhling, M.; Reiche, D.: A Comparison of the KOSSEL and the X-ray Rotation-Tilt Technique. Cryst. Res. Technol.38 (2003) S. 4404498Search in Google Scholar

9 Langer, E.; Däbritz, S.; Hauffe, W.: KOSSEL X-ray Microdiffraction and EBSD as Complementary Methods in the SEM. Proc. Microscopy Conference MC 2003, Dresden 200310.1017/S1431927603014107Search in Google Scholar

10 Ullrich, H.-J.: Präzisionsbestimmung von Gitterkonstanten, Orientierungsbestimmung und Ermittlung von Symmetrieelementen mit der KOSSEL- und Pseudo-KOSSEL- Technik im Rückstrahlbereich Dissertation. TU Dresden, Fak. f. Mathematik u. Naturwiss., 1967Search in Google Scholar

11 Bauch, J.; Ullrich, H.-J.; Röder, R; Kolbe, H.; Eggersdorfer, B.: Registrierung von synchrotronstrahlangeregten KOSSEL-Interferenzen mittels Image Plates. HASYLABJahresbericht1995, S. 10171018Search in Google Scholar

12 Bauch, J.; Ullrich, H.-J.; Röder, R.; Kolbe, H.; Eggersdorfer, B.: Eine neue Methode zur Detektion von synchrotron- und elektronenstrahlangeregten KOSSEL-Reflexen. Wiss. Z. Tech. Univers. Dresden45 (1996) 3, S. 6873Search in Google Scholar

13 Goehner, R.P.; Michael, J.R.: Applied Crystallography in the SEM Using a CCD Detector. Advances in X-ray Analysis38 (1995) S. 539545Search in Google Scholar

14 Ullrich, H.-J.; Bauch, J.; Lin, H.; Kandler, A.: Laborbericht zur Teststellung des SIEMENS SmartCCD-Detektors 1kx1k, Dresden1997Search in Google Scholar

15 Ullrich, H.-J.; Brechbühl, J.; Bauch, J.; Lin, H.; Bartunik, H.-D.; Bösecke, P.; Bourenkov, G.: Detektion von KOSSEL-Linien mittels marCCD-Detektor. HASYLAB-Jahresbericht 1998, Hamburg, S. 887Search in Google Scholar

16 Ullrich, H.-J.; Schulze, G.E.R.: Röntgenographische Mikrobeugungsuntersuchungen an kristallinen Festkörpern mittels Gitterquelleninterferenzen (KOSSEL-Linien) und Weitwinkelinterferenzen (Pseudo-KOSSELLinien). Cryst. Res. Technol.7 (1972) 13, S. 207220Search in Google Scholar

17 Ullrich, H.-J.: Weiterentwicklung der Elektronenstrahl- Mikroanalyse der KOSSEL-, Punkt-Pseudo-KOSSEL- und Weitwinkel- Interferenzverfahren sowie der Einsatz dieser Methoden in der Festkörperphysik und Werkstofforschung. Habilitationsschrift TU Dresden, Fak. f. Naturwiss. und Mathematik, 1975Search in Google Scholar

18 Ullrich, H.-J.: Progress in the Field of KOSSEL- and Pseudo-KOSSEL-Technique. Mikrochim. Acta (Wien)1990, II, S. 192410.1007/BF01244154Search in Google Scholar

19 Lin, H.: Methodische Beiträge zur KOSSELund Pseudo-KOSSEL-Technik. Dissertation, TU Dresden, Institut für Werkstoffwissenschaft, 2000Search in Google Scholar

20 Däbritz, S.; Langer, E.; Hauffe, W.: KOSSEL and Pseudo KOSSEL CCD Pattern in Comparison with Electron Backscattering Diffraction Diagrams. Applied Surface Science179 (2001) S. 3844Search in Google Scholar

21 Ullrich, H.-J.; Schlaubitz, M.; Friedel, F.; Spann, T., Bauch, J.; Wroblewski, T; Garbe, S.; Gaul, G.; Knöchel, A.; Lechtenberg, F.; Rossmanith, E.; Kumpat, G.; Ulrich, G.: Excitation of KOSSEL Patterns by Synchrotron Radiation. HASYLAB-Jahresbericht1992, Hamburg, S. 627628Search in Google Scholar

22 Ullrich, H.-J.; Schlaubitz, M.; Friedel, F.; Spann, T.; Bauch, J.; Wroblewski, T.; Garbe, S.; Gaul, G.; Knöchel, A.; Lechtenberg, F.; Rossmanith, E.; Kumpat, G.; Ulrich, G.: Excitation of KOSSEL patterns by synchrotron radiation. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, A349 (1994) S. 269273Search in Google Scholar

23 Ullrich, H.-J.; Schlaubitz, M.; Bauch, J.; Straube, H.; Kammrath, W.; Garbe, S.; Lechtenberg, F.; Radtke, M.; Knöchel, A.: Development and Realisation of a KOSSEL Camera for Synchrotron Beam Sources. HASYLAB-Jahresbericht1994, S. 995996Search in Google Scholar

24 Bauch, J.; Brechbühl, J.; Ullrich, H.-J.; Meinl, G.; Lin, H.; Kebede, W.: Innovative Analysis of X-ray Microdiffraction Images on Selected Applications of the KOSSEL Technique. Cryst. Res. Technol.34 (1999) 1, S. 7188Search in Google Scholar

25 Brechbühl, J.; Bauch, J.; Ullrich, H.-J.: Measurements of Residual Stresses in Micron Regions by Using Synchrotron Excited KOSSEL Diffraction. Cryst. Res. Technol.34 (1999) 1, S. 5970Search in Google Scholar

26 Wege, St.: Diplomarbeit, TU Dresden, Institut für Geometrie und Institut für Werkstoffwissenschaft, 2002Search in Google Scholar

27 Bauch, J.; Wege, St.; Böhling, M.; Ullrich, H.-J.: Improved approaches to the determination of residual stresses in micro regions with the KOSSEL and the XRT technique. Cryst. Res. Technol. (eingereicht)Search in Google Scholar

28 Budke, E.; Herzig, Chr.; Prokofjev, S.; Shvindlerman, L.S.: Orientation Dependence of 195Au Diffusion and 64Cu along Symmetric [001] Tilt Grain Boundaries in Cu. Materials Science Forum Vols. 207–209 (1996) S. 465468Search in Google Scholar

29 Crostack, H.-A.; Fandrich, F.; Wroblewski, T.: Application of a CCD camera system for Xray diffractometric investigations of a single grain in coarse grained materials. HASYLABJahresbericht1996, Hamburg, S. 873874Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-26
Erschienen im Druck: 2004-02-01

© 2004, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 25.10.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/120.100558/pdf
Scroll to top button