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3D Structural Analysis of Selected High-Temperature Materials

  • U. Jäntsch , M. Klimenkov , A. Möslang , F. Reinauer , J. Reiser und M. Rieth
Veröffentlicht/Copyright: 29. Juni 2018
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Abstract

Research and development projects on materials for applications exposed to high temperatures and radiation include comprehensive mechanical and metallographic examinations as well as analysis methods based on electron microscopy investigations using SEM (scanning electron microscope) and TEM (transmission electron microscope). In addition to 2D EDS and EBSD analyses in the μm range, the imaging 3D analysis method has become more and more important in the past few years. Particularly, the combination of SEM images with simultaneously obtained EDS and EBSD data during 3D analyses is a test method which complements previous material testing and produces clear results since much larger data sets are used in order to determine the composition of a material and the phases present in its microstructure. Since 2014, our institute has been working with a workstation (FIB/SEM) from the company Zeiss, a crossbeam AURIGA 40 with 3D analysis.

This paper will present unparalleled results of the investigations carried out on the structural and high-temperature material 12Cr0.36Ta steel, nanocrystalline tungsten and intermetallic NiAl-Cr alloys using the above-mentioned 3D technique.

Kurzfassung

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Werkstoffen für den Einsatz in Hochtemperatur- und strahlungsexponierten Anlagen beinhalten umfangreiche mechanische und metallographische Untersuchungen sowie die Analytik mittels elektronenmikroskopischer Untersuchungen am REM (Rasterelektronenmikroskop) und TEM (Transmissionselektronenmikroskop). Seit einigen Jahren gewinnt das bildgebende 3D-Analyseverfahren neben den 2D EDX- und EBSD-Untersuchungen im μm-Bereich immer mehr Bedeutung. Insbesondere die Kombination von REM-Aufnahmen mit gleichzeitig aufgenommenen EDX- und EBSD-Daten während der 3D-Untersuchungen stellt eine, die den vorausgegangenen Materialuntersuchungen ergänzende und eindeutige, weil mit umfangreicheren Datensätzen arbeitende Messmethode zur Beurteilung der Material- bzw. Phasenzusammensetzung im Gefüge dar. Unserem Institut steht seit 2014 eine Workstation (FIB/REM) der Firma ZEISS, Crossbeam AURIGA 40 mit 3D-Analytik zur Verfügung.

Im Artikel werden u. a. besondere Ergebnisse von Untersuchungen an den Struktur- und Hochtemperaturwerkstoffen 12Cr0.36Ta Stahl, nanokristallines Wolfram und intermetallische NiAl-Cr-Legierungen unter Einsatz der o. g. 3D-Technik vorgestellt.


Translation: V. Müller


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Received: 2018-02-23
Accepted: 2018-04-18
Published Online: 2018-06-29
Published in Print: 2018-07-16

© 2018, Carl Hanser Verlag, München

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