Infrastruktur

Das INATECH bietet umfangreiche Ausstattung zur ingenieurwissenschaftlichen Forschung und Entwicklung von nachhaltigen Technologien.

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Quasistatische und zyklische Materialcharakterisierung

Labor für die Materialprüfung und Untersuchung von Werkstoffsystemen

Es werden moderne Prüfmaschinen zur zerstörenden Werkstoffprüfung und -charakterisierung eingesetzt, die für aktuelle Forschungsvorhaben sowie für die zeitgemäße Hochschulausbildung genutzt werden. Sie ermöglichen z.B. die genaue Ermittlung von Werkstoffkennwerten oder auch der lokalen Festigkeit von Fügeverbindungen.

Es kommen derzeit quasistatische isotherme Zug- oder Druckversuche, zyklische Versuche (Ermüdung), quasistatische sowie zyklische Biegeversuche zum Einsatz, die bei ingenieurwissenschaftlich anwendungsrelevanten Prüftemperaturen durchgeführt werden.

Anwendungsfälle

Charakterisierung von Werkstoffkennwerten für Metalle, Polymere und Faserverbundwerkstoffe sowie Multi-Metall- oder hybride Werkstoffverbindungen.

Ausstattung
  • Servohydraulische Prüfanlage ZwickRoell HC25
    Maximale Prüfkraft 25 kN in Zug- oder Druckrichtung. Zyklische Zug-/Druckprüfung oder 3-Punkt-Biegebeanspruchung mit maximal 100 Hz Prüffrequenz.
  • Quasistatische Zugprüfanlage ZwickRoell Z020
    Maximale Prüfkraft 20kN. Längenänderungsaufnehmer videoXtens mit 0,15µm optischer Auflösung. Pneumatische Probenhalter zur zeitsparenden und exzentrischen Prüfung von Fügeverbindungen
  • Quasistatische Zugprüfanlage ZwickRoell Z100
    Maximale Prüfkraft 100kN. Längenänderungsaufnehmer. Mechanische Probenhalter
  • Temperierkammer ZwickRoell 400x640
    Temperaturbereich -80°C bis 250°C. Einsetzbar für Prüfanlage HC25, Z020 und Z100
  • Universelle Prüfanlage ZwickRoell ZHU2,5 incl. instrumentierte Härteprüfung
    Maximale Prüfkraft 2,5kN. Härteprüfung nach Rockwell, Vickers, Brinell und Martens. 3-Punkt-Biegeversuche in speziell angepasstem oberen Prüfraum.
  • Pendelschlagwerk ZwickRoell Hit50P
    Kerbschlagbiegeversuche nach der Charpy-Prüfmethode mit einem Arbeitsvermögen von maximal 50J.

Dynamische Materialcharakterisierung

Labor für die Untersuchung von geschwindigkeitsabhängigen Materialkennwerten.

Eingesetzt werden spezielle Split-Hopkinson Prüfmethoden. Sie ermöglichen hochgenaue Zug- und Druckversuche bei Verzerrungsraten zwischen 100 und 5000 /s.

Anwendungsfälle

Charakterisierung von Werkstoffkennwerten für Polymere, Faserverbundwerkstoffe und Metalle unter Belastungssituationen welche Crash- und Impakt im Automobil- und Luftfahrtbereich entsprechen.

Ausstattung
  • Split-Hopkinson Tension Bar
    Länge 12 m für Zugversuche mit Prüfdauer von 1.2 ms, Dehnratenbereich 300 /s bis 5000 /s
  • Direct-Impact Tension Bar
    Länge 40 m für Zugversuche mit Prüfdauer von 15 ms, Dehnratenbereich von 50 /s bis 500 /s
  • Extended Direct-Impact Compression Bar
    Für Druckversuche mit Prüfdauer von 2 ms, Dehnratenbereich 200 /s bis 5000 /s
  • Hochgeschwindigkeits-Kamera
    Mit bis zu 1 Mio. fps
  • Infrarot-Hochgeschwindigkeits-Kamera
    Für Temperaturmessungen mit bis zu 100.000 fps

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Bildgebende Verfahren

Skalenübergreifende Bildgebung von atomaren Strukturen bis zu makroskopischen Objekten.

Ultraschall-, optische oder Elektronenstrahl-basierte Methoden werden eingesetzt um Objekte verschiedenster Größe hochaufgelöst sichtbar zu machen.

Anwendungsfälle

Oberflächenvermessung von synthetisierten Halbleiterstrukturen, Defektanalyse, Materialübergänge, Manipulation und Kontaktierung von Mikro- und Nanostrukturen, Materialcharakterisierung

Ausstattung
  • ZEISS EVO 15 Rasterelektronenmikroskop
    Probendurchmesser bis 250mm, Probenhöhe bis 145mm
  • ZEISS SMART ZOOM 5
    Automatisiertes digitales Mikroskop
  • JPK Nano Wizard 3
    Rasterkaftmikroskop
  • Stereomikroskop
  • FIB-SEM
  • FIB-TEM
  • 3D-Vermessung von Infrastruktur

Halbleitercharakterisierung

Labor zur elektrischen, optischen und strukturellen Charakterisierung von Halbleitermaterialien.

Eingesetzt werden spezialisierte spektroskopische Methoden zur Defektcharakterisierung in Halbleitern sowie unterschiedliche elektrische Messverfahren mit Auflösung bis in den Femtoampere-Bereich zur Ermittlung charakteristischer Kenngrößen.

Anwendungsfälle

Defektanalyse in Silizium und Verbindungshalbleitern; Bestimmung von Ladungsträgerdichte, Leitfähigkeit und Mobilität von Halbleiterschichten; Messung der Bandlücke, des Brechungsindex und Absorptionskoeffizienten transparenter halbleitender Materialien.

Ausstattung
  • Mercury-Probe und Probe-Station
    Elektrische Kontaktierung von Schichten und Bauelementen
  • Netzwerkanalysator
    Messung von Übertragungskennlinien (piezo-akustischer Filter, leistungselektronische Bauelemente)
  • CV|IV-Messplatz
    Bestimmung von Kapazität, Leitfähigkeit und Ladungsträgerdichte
  • Dunkelstrom-Messplatz
    Temperaturabhängige Messung der Leitfähigkeit; Bestimmung von Defekt-Ativierungsenergien aus Arrhenius-Plot
  • UV|VIS|NIR-Spektral-Photometer
    Bestimmung von Schichtdicken, Bandlücke, Brechungsindex und Absorptionskoeffizienten
  • Spezialisierter optischer Messaufbau zur Messung der spektralen Photoleitung (CPM)
    sowie Durchführung photothermischer Deflektionsspektroskopie (PDS)
  • High-Resolution X-Ray Diffraction (AR-XRD)
    für die strukturelle Analyse
  • X-Ray Reflectivity (XRR)
    Bestimmung von Schichtdicken, Dichte und Schichtrauheit
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Halbleiterfertigung

Labor zur vakuumunterstützten Abscheidung von Perowskitabsorbern.

Unter inerter Atmosphäre werden anorganisch/organische Absorberschichten zwischen 100 und 800 nm abgeschieden. Durch die Einbettung in nasschemisch aufgetragene Transportschichten werden so Pervowskit-Solarzellen im Labormaßstab hergestellt.

Anwendungsfälle

Durch die Dimensionierung des Equipments ist die Infrastruktur auch zur Aufskalierung der Zellen geeignet. Weiterhin ermöglichen die vakuumunterstützten Aufdampfprozesse konforme Schichten auf texturierten Substraten aufzutragen.

Ausstattung
  • Lesker Mini Spectros
    Gloveboxintegrierte Niedertemperaturaufdampfanlage
  • Laurell Spin Coater
    bis 8 Zoll Durchmesser
  • Zeiss Mikroskop Primotech
    500-fache Vergrößerung

Ultraschallschweißen

Labor für die Herstellung von ultraschallgeschweißten Verbindungen.

Eingesetzt werden Metall-Ultraschallschweißanlagen verschiedener Systemhersteller. Die werkstoffspezifisch angepassten Geräte-Peripherien ermöglichen hochwertige Multi-Metall-Verbindungen oder alterungsbeständige hybride Übergangsstrukturen durch Leistungsultraschall.

Anwendungsfälle

Ultraschallgeschweißte Verbindungen finden unter anderem im Automobil- oder Luftfahrtbereich eine zunehmende Anwendung. Die Technologie ermöglicht, artfremde Werkstoffe und unterschiedliche Metalle miteinander zu verbinden. Die Vorteile dabei sind: sehr kurze Prozesszeiten, das Fügen bei moderaten Prozesstemperaturen deutlich unterhalb der Schmelztemperatur für Metalle, Verbindungstechnik ohne jegliche Zusatzwerkstoffe oder Additive.

Ausstattung
  • Ultraschallpunktschweißanlage Telsonic MPX
    Arbeitsfrequenz: 20 kHz, Max. Leistung: 7200 W, Max. Schweißkraft: 5000 N
  • Ultraschalltorsionsschweißanlage Telsonic TSP3000e
    Arbeitsfrequenz: 20 kHz, Max. Leistung: 6500 W, Max. Schweißkraft: 3000 N
  • Ultraschallpunktschweißanlage Schunk DS-20-II
    Arbeitsfrequenz: 20 kHz, Max. Leistung: 6000 W, Max. Schweißkraft: 5900 N
  • Ultraschallpunktschweißanlage Branson MWX100
    Arbeitsfrequenz: 40 kHz, Max. Leistung: 800 W.
  • Polytec IPV-100
    Laser-Doppler-Vibrometer zur In-Plane Schwingungsmessung
  • Polytec OFV-5000 XTra, CLV-2534
    Laser-Doppler-Vibrometer zur Modal- und Schwingungsanalyse
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