Materialprüfung

Kernaufgabe des Bereichs Materialprüfung ist die umfassende zerstörende und zerstörungsfreie Charakterisierung von Material- und Bauteilproben, um basierend darauf Erkenntnisse zu Verarbeitungseigenschaften, zur anwendungsspezifischen Materialperformance, zum Versagensverhalten und zum Abbauverhalten zu gewinnen. Der Fokus liegt hierbei auf der Untersuchung von Kunststoffen und Faserverbundkunststoffen, ist aber nicht darauf beschränkt.

Neben etablierten Verfahren, zum Beispiel zur normkonformen Ermittlung mechanischer Kennwerte, werden auch neue Methoden entwickelt.

Dem Bereich Materialprüfung sind zugeordnet:

Zur Ermittlung mechanischer Materialkennwerte können in einem modernen Prüfmaschinenpark u. a. Zug-, Druck-, Biege- und Schlagbiegeprüfungen sowohl unter Normklima als auch temperiert durchgeführt werden. Ergänzt wird dies durch Härteprüfungen und durch Zeitstandversuche zur Untersuchung des Langzeitkriechverhaltens.

Die thermische Analyse umfasst die Ermittlung von verarbeitungsrelevanten Eigenschaften von Kunststoffschmelzen wie die Schmelzeviskosität, pVT-Daten oder die Wärmeleitfähigkeit. Damit können relevante Materialparameter für die Durchführung von u. a. Spritzgießsimulationen ermittelt werden. Um die thermische Eignung der Materialien unter den Bedingungen der Gebrauchsphase zu untersuchen, kann die Wärmeformbeständigkeit ermittelt werden.

Mit Hilfe der 3D-Digitalmikroskopie und der Rasterelektronenmikroskopie (REM) können Proben auf unterschiedlichen Skalen bis hin zu einer Auflösung im einstelligen Nanometerbereich dargestellt werden. Über die energiedispersive Röntgenspektroskopie können in REM-Untersuchungen auch Elementgehalte und -verteilungen in Proben ortsaufgelöst ermittelt werden. Zur Probenvorbereitung stehen verschiedene Methoden wie Trennschneiden, Mikrotomie, Argonionenpolitur oder Sputter Coating zur Verfügung. Ein Partikel- und Fasermesssystem ermöglicht die 2-dimensionale Vermessung der geometrischen Eigenschaften von Partikeln bzw. Fasern ab einem Durchmesser von ca. 10 µm.

Für die Untersuchung Werkstoffverhaltens unter Umwelteinflüssen in der Gebrauchsphase stehen Versuchsanlagen zur beschleunigten Bewitterung wie eine Xenon-Prüfkammer und ein Klimaprüfschrank zur Verfügung. Die Untersuchung des Verhaltens von Kunststoffen in der Umwelt wird erfolgt in einem mehrskaligen Prüflabor. Hier können in Laborversuchen die biologische Abbaubarkeit von Kunststoffen sowie in Mikro- und Mesokosmentests der Einfluss verschiedener abiotischer Parameter wie z. B. UV-Einstrahlung oder Wellengang auf die Degradation studiert werden.