Materialanalyse und Messung thermischer Eigenschaften

Bei der Entwicklung neuer Werkstoffe spielen viele Eigenschaften eine Rolle. Fraunhofer IPM hat jahrzehntelange Erfahrung in der Analyse von Materialien, insbesondere Funktionsmaterialien aus der Thermoelektrik, Kalorik, Beschichtungstechnik und Halbleitertechnik. Dabei reicht das Spektrum der analysierbaren Materialien von nanometerdicken Schichten bis zu größeren Materialstücken, die wir für die Analyse entsprechend präparieren.

Für die Materialanalyse stehen uns umfangreich ausgestattete Labore und verschiedene Messplätze zur Verfügung, die teils auch selbst entwickelt wurden. Die exzellente Messtechnik zusammen mit umfassendem Know-how bilden die Grundlage zur Untersuchung thermophysikalischer Messgrößen wie z. B. der thermischen Leitfähigkeit auch für dünne Schichten, der spezifischen Wärmekapazität oder der Phasenumwandlungstemperatur. Dabei kann ein weiter Temperaturbereich ober- und unterhalb von Raumtemperatur adressiert werden. Weiterhin können wir elektrische Eigenschaften wie die elektrische Leitfähigkeit und Ladungsträgerkonzentration in unseren Laboren bestimmen.

Zur Analyse der Materialstruktur stehen uns Messgeräte wie ein hochleistungsfähiger 3D-Computertomograph der neuesten Generation, ein Rasterelektronenmikroskop mit schneller Elementanalyse (auch als Mapping, d. h. Element-Verteilungsbild) und ein Laser-Scanning-Mikroskop zur Verfügung. Die Materialbearbeitung vor der Analyse – z. B. Sägen, Polieren und die Anfertigung von Schliffen –  erfolgt in unserem Präparationslabor.

Unsere Ausstattung erlaubt auch ganze Analytik-Ketten – so kann beispielsweise direkt untersucht werden, wie sich bei der strukturellen Analyse festgestellte Defekte auf die thermophysikalischen und elektrischen Eigenschaften auswirken.