FORTBILDUNG: Labor-Röntgentechniken für Werkstoffentwicklung und Prozesskontrolle

Die Fortbildung vom 1. bis 3. März 2021 steht unter der fachlichen Leitung von Prof. Dr. Ehrenfried Zschech, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

High-Tech-Produkte benötigen in zunehmendem Maße maßgeschneiderte Werkstoffe. Das verbesserte Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen dieser Materialien ist in vielen Branchen von wesentlicher Bedeutung für ihre Anwendung. Die Materialcharakterisierung liefert die erforderlichen Informationen über die atomare Struktur, die chemische Bindung und das 3D-Gefüge neuer Materialien. In diesem Zusammenhang spielen hochauflösende Röntgentechniken eine wichtige Rolle für die Entwicklung und Einführung neuer Technologien sowie für die Integration neuer Materialien in Hightech-Produkte, aber auch für die Prozess- und die Qualitätskontrolle. Ein einzigartiger Vorteil der Röntgentechniken besteht darin, dass sie - im Allgemeinen integrale - Daten für kompakte Materialien und dünne Schichten zerstörungsfrei liefern.

Themen und Inhalte

  • Grundlagen der Röntgenphysik
    - Historische Entwicklung, wesentliche Erfindungen
    - Röntgenstrahlung: Brechung, Reflexion, Beugung
    - Röntgenbeugung, -spektroskopie und -radiographie/tomographie
    - Status und erwartete künftige Entwicklungen
  • Röntgen-Experimente: Labor- und Synchrotronstrahlungsquellen
    - Erzeugung von Röntgenstrahlen
    - Integraler Aufbau: Labor vs. Synchrotron-Beamline
  • Röntgen-Experimente: Optiken und Detektoren
    - Röntgenoptiken: Spiegel und Beugungsoptiken
    - Röntgendetektoren: 0D, 1D, 2D
  • Röntgenbeugung: Struktur und Gefüge kristalliner Materialien
    - Grundlagen der Röntgenbeugung
    - Röntgenogrpahische Struktur- und Gefügeanalyse
    - Textur- und Spannungsanalyse
    - Anwendungen in der Werkstoffwissenschaft
  • Röntgentomographie: 3D-Morphologie und Gefüge von Materialien
    - Grundlagen der Röntgenmikroskopie
    - Radiographie und hochaufgelöste Röntgen-Computertomographie
    - Datenanalyse unter Verwendung von KI-Algorithmen
    - Anwendungen in Werkstoffwissenschaft und Biologie
  • In-situ und operando Röntgenmikroskopie
    - Röntgenmikroskopie für unterschiedliche Photonenenergien
    - In-situ mechanische Untersuchungen an Verbundwerkstoffen und Mikrochips
    - Operando Studien an Systemen für Energiespeicherung und -wandlung
  • Röntgen-Fluoreszenzspektroskopie: Chemische Zusammensetzung
    - Grundlagen der Röntgen-Fluoreszenzspektroskopie
    - Von der Punktanalyse zum Element-Mapping
    - Raster Mikro-RFA – eine Methode zur qualitativen und quantitativen Materialanalyse
  • Röntgen-Absorptionsspektroskopie: Lokale atomare und elektronische Struktur von Materialien
    - Grundlagen der Röntgen-Absorptionsspektroskopie, EXAFS- und XANES- Analyse
    - Von ex-situ zu operando XAS-Studien
    - Anwendungen in Batterieforschung, Katalyse und Biomedizin
  • Big Data und KI-Algorithmen für die Analyse von Röntgenspektroskopie-Daten
    - Die Notwendigkeit von Big Data
    - Machine learning (ML)-Vorteile
    - Beispiele für ML-Anwendungen in der Materialanalytik
    - Herausforderungen und Grenzen der Al-Technologien
     

Ihr Nutzen

  • Der Kurs vermittelt Kenntnisse, die für die Materialcharakterisierung mit Röntgentechniken erforderlich sind:
    - Grundlagen der Röntgenphysik
    - Röntgenbeugung zur Phasen-, Textur- und Spannungsanalyse von Materialien
    - Röntgenspektroskopie zur Bestimmung der Materialzusammensetzung und der chemischen Bindung
    - Röntgenmikroskopie und Röntgencomputertomographie für die Analyse von 3D-Morphologie und Gefüge von Materialien.
    - Erweiterte Konzepte für die Datenanalyse, einschließlich Algorithmen für künstliche Intelligenz
  • Das Potenzial und die Grenzen der experimentellen Techniken, einschließlich Auflösung, Nachweisgrenze und der für die Messung und Datenanalyse benötigten Zeit („time-to-data“), werden für konkrete Anwendungsfälle in Grundlagenforschung und industrieller Anwendung erörtert.
  • Datenerfassung, Datenverarbeitung und Datenanalyse, einschließlich der Anwendung von Algorithmen für maschinelles Lernen, werden demonstriert.
  • Neue Ergebnisse aus der Grundlagenforschung werden vorgestellt und anwendungsspezifische Lösungen in den Bereichen Metallurgie und Chemie, erneuerbare Energien und Leichtbau sowie Mikroelektronik aufgezeigt.
  • In-situ- und operando-Studien zu kinetischen Prozessen, z. B. der Ausbreitung von Mikrorissen und das mechanische Versagen von Materialien sowie elektrochemischer Reaktionen zur Energiespeicherung und -umwandlung, werden demonstriert.
  • Das Potenzial des Einsatzes von Röntgentechniken zur Materialcharakterisierung sowie zum Generieren von Daten, die Struktur, Zusammensetzung und chemische Bindung sowie 3D-Morphologie und Gefüge von Materialien beschreiben, wird von einem erfahrenen Team von Dozenten aus Wissenschaft und Industrie, mit Erfahrungen in Werkstoffwissenschaft, physikalischer und chemischer Materialanalyse sowie fortgeschrittener Datenanalyse, erläutert.

 Zielgruppe

  • Der Kurs richtet sich an alle, die ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der Röntgentechniken zur Materialcharakterisierung sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch in praktischen Anwendungen für die Prozesssteuerung und das Zuverlässigkeits-Engineering erweitern möchten. Die in diesem Kurs behandelten Themen reichen von Werkstoffwissenschaft und Werkstoffanalytik bis zu aktuellen Herausforderungen in der Industrie, insbesondere in der Prozessüberwachung und Qualitätssicherung.
  • Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker, die in der Industrie tätig sind - in den Bereichen Fertigung, Prozess- und Qualitätskontrolle sowie Forschung und Entwicklung - sowie Wissenschaftler, Ingenieure und Doktoranden von Forschungsinstituten und Universitäten, die daran interessiert sind, ihr Wissen über die Materialcharakterisierung mittels Röntgenstrahlen zu erweitern, werden von diesem Kurs profitieren.

 

Weitere Informationen zu den Inhalten und den Preisen dieser Fortbildung finden Sie hier.    

Bei Fragen stehen wir Ihnen gerne unter fortbildung@dgm.de zur Verfügung.

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