| Pressemitteilung

Erste Experimente zur Materialforschung der GKSS bei DESY in Hamburg

Die GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH feierte am Dienstag, den 22. November 2005 gemeinsam mit dem weiteren Helmholtz-Zentrum DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) in Hamburg die ersten erfolgreichen Messungen am neuen Synchrotronstrahlungsmessplatz HARWI II und nahm an diesem Tag ihr besonderes Instrument für Materialuntersuchungen bei DESY in Betrieb.

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Die Wissenschaftler der GKSS nutzen an ihrem neuen Messplatz HARWI II (harter Röntgen-wiggler) die von DESY bereit gestellte Synchrotronstrahlung: eine besonders „harte“ Form der Röntgenstrahlung und setzen diese schwerpunktmäßig in der Struktur- und Materialforschung ein. „Die Strahlung, die wir an unserem Messplatz nutzen, ist hoch energetisch und erlaubt uns daher eine Strukturanalyse der unterschiedlichsten Werkstoffe, auch tief in deren Inneren“, erklärt der GKSS-Physiker und Projektverantwortliche von HARWI II, Professor Dr. Andreas Schreyer. Die Quelle dieser besonderen Strahlung ist der Speicherring DORIS III bei DESY.

Hält die Schweißnaht, was sie verspricht?


Die Experimente am Messplatz HARWI II sind sehr vielschichtig und meistens an der Anwendung orientiert. Zum Beispiel nutzen Werkstoffforscher die Synchrotronstrahlung, um sich das Innenleben von Schweißnähten genau anzuschauen und sie auf Haltbarkeit und Verarbeitung zu prüfen, ohne das Metall zerstören zu müssen. So können Eigenspannungen im Werkstoff erforscht werden oder der Materialfluss während des Schweißprozesses mittels der Mikrotomografie dreidimensional dargestellt werden. Die Kenntnis und Optimierung der durch den Schweißprozess erzeugten Eigenspannungen ist wesentlich, um die in bestimmten Fällen mögliche Rissbildung in der Schweißnaht verhindern zu können. Um den Schweißprozess darüber hinaus noch weiter zu optimieren, ist es außerdem wichtig, den tatsächlichen Materialfluss beim Schweißen zu kennen.

Dabei ist die Strukturauflösung im Falle der hochintensiven Synchrotronstrahlung um den Faktor 1000 höher als z.B. in der medizinischen Tomografie, die üblicherweise in Arztpraxen mit Laborröntgenquellen durchgeführt wird. Ein weiteres wesentliches Forschungsgebiet an HARWI II gilt den Texturen von metallischen Werkstoffen, daraus hergestellten Bauteilen oder deren Schweißnähten. Die Texturanalyse bei HARWI II erforscht die Verteilung und Orientierung der einzelnen Kristallite im Werkstoff, die zum Beispiel die Richtungsabhängigkeit mechanischen Belastbarkeit des Werkstoffs wesentlich bestimmen können. HARWI II ist wegen der tiefen Eindringfähigkeit seiner harten Röntgenstrahlung besonders gut für schnelle Texturbestimmungen mit hoher Auflösung geeignet.

Von der Technik zum Menschen


Auch die Medizin profitiert von den Möglichkeiten des GKSS-Synchrotronstrahlungsmessplatzes. Die Mikrotomografie mit der viel höheren Auflösung ermöglicht zum Beispiel die dreidimensionale Darstellung der Struktur von Knochen. Forschung, die wichtig ist, um die Stoffwechselprozesse, Auf- und Umbauverhalten von Knochen speziell an verschiedenen Implantatmaterialien bewerten zu können.