Durchlichtmikroskop mit Heiztisch bis 600 °C

Die Durchlichtmikroskopie ist ein wesentlicher Bestandteil zur Strukturaufklärung von thermoplastischen und duromeren Matrizes und ist mit der Kopplung zu einem Heiztisch eine besonders leistungsfähige Methode. So können damit Dünnschnitte, Dünnschliffe, dünne Folien etc. untersucht werden. Die Dicke der Proben muss im durchstrahlbaren Bereich, in der Regel zwischen 5 µm und 15 µm, liegen. Dargestellt werden unter anderem sphärulithische Gefüge von teilkristallinen Thermoplasten, transkristalline Phasen zwischen Faser und Matrix, Verteilung und Größe von Poren, Inhomogenitäten von gepressten oder spritzgegossenen Materialien u. v. m.

Mit Hilfe des Heiztisches können Kristallisationsexperimente durchgeführt werden. Dabei wird eine dünne, folienartige Probe aufgeschmolzen und anschließend definiert abgekühlt. Die bei der Kristallisationstemperatur entstehenden Sphärulithe werden mit dem geeigneten Objektiv und Kontrastverfahren abgebildet und per Kamera aufgenommen.

Seit April 2018 steht in der Werkstoffanalytik des IVW ein modernstes Durchlichtmikroskop mit Heiztisch bis 600 °C voll einsatzbereit zur Verfügung. Es handelt sich dabei um das Durchlichtmikroskop DM6 der Firma Leica inklusive eines Linkam Heiztisches. Für die Gefügeabbildung stehen Vergrößerungen zwischen 25-fach bis 400-fach zur Verfügung. Mit den verschiedenen Kontrastarten Hellfeld, Polarisation, Interferenzkontrast und Phasenkontrast kann je nach Aufgabenstellung das passende Verfahren für eine optimale Bildqualität gewählt werden.

Damit knüpft das IVW an bisherige Arbeiten der vergangenen Jahrzehnte in den Bereichen an, in denen das Schmelz- und Kristallisationsverhalten von thermoplastischen Polymeren, sowie in den transkristallinen Zwischenphasen zwischen Faser und Matrix intensiv untersucht wurden (Abbildung 1).

Zunehmend werden in Verbundwerkstoffen verschiedene thermoplastische Matrixsysteme eingesetzt, was u. a. für die Hochleistungsanwendungen eine genaue Kenntnis über das Schmelz- und Kristallisationsverhalten der Polymere in den Verbundwerkstoffen erfordern. Die Verarbeitung von mehrlagigen Polymerfilmen ermöglicht z. B, sehr dünne Lagen gezielt in ein Bauteil einzubringen. Ein solcher mehrlagiger Film kann im Durchlichtmikroskop u. a. bzgl. Poren oder Kontaminationen hin untersucht werden (Abbildung 2). Neue Polymere, z. B. aus nachwachsenden Rohstoffen, können mittels Additiven modifiziert werden. Dadurch können das Kristallisationsverhalten und miteinhergehend die mechanischen Eigenschaften verändert werden, was mit dem Durchlichtmikroskop ebenfalls untersucht werden kann (Abbildung 3).

Wir danken dem Land Rheinland Pfalz für die finanzielle Unterstützung zur Beschaffung des Gerätes.

Weitere Informationen:
Dr. Barbara Güttler
Werkstoffanalytik
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Erwin-Schrödinger-Str. 58
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0) 631/2017 462
E-Mail: barbara.guettler@ivw.uni-kl.de

Hermann Giertzsch
Werkstoffanalytik
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Erwin-Schrödinger-Str. 58
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0) 631/2017 208
E-Mail: hermann.giertzsch@ivw.uni-kl.de