Pyroelektrische Röntgenquellen zum Einsatz in der Materialanalyse
Optimierung der material- und vakuumtechnischen Eigenschaften
Dipl.-Ing. Markus Wilke: studierte Maschinenbau mit Vertiefung Werkstofftechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Er beschäftigt sich seitdem mit mikroskopischen und analytischen Methoden und Verfahren zur Charakterisierung von Materialien. Seit 2016 ist er Leiter der Labore für Rasterelektronenmikroskopie am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik (IWF).
Dr.-Ing. Wolfram Knapp: studierte Elektrotechnik an Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (damals TH) und promovierte zum Thema Transistor-Inverter für Lichtbogenschweißprozesse. Seit 1990 war er im Institut für Experimentelle Physik / Abt. Vakuumphysik als Wissenschaftler tätig und wechselte 2010 in die Fakultät für Maschinenbau / Beschichtungstechnik. Dr. Knapp ist Spezialist für Elektronenquellen mit Feldemitter-Kathoden und deren Anwendungen, u.a. in Röntgenquellen und Vakuumdrucksensoren. Seit 2005 leitet er den ITG-Fachausschuss 8.6 „Vakuumelektronik und Displays“ und ist seit 2017 im Vorstandsrat der DVG.
M.Sc. Karsten Harnisch: studierte Maschinenbau mit der Vertiefung Werkstofftechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und schloss das Masterstudium Anfang 2017 mit einer Arbeit zum Thema „Pyroelektrische Röntgenquellen“ ab. Seit Februar 2017 beschäftigt er sich im Rahmen eines EU-ESF-Projektes mit in-situ-Untersuchungsmethoden zur Verbesserung der Eigenschaften von Werkstoffen für die Medizintechnik am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik (IWF) der OVGU Magdeburg.
Dipl.-Ing. Martin Ecke: absolvierte das Studium des Maschinenbaus mit Vertiefung Werkstofftechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Seit 2015 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik. In seiner Promotion beschäftigt er sich derzeit mit den metallphysikalischen Effekten in Metallen während schlagartiger Belastung.
Prof. Dr.-Ing. habil. Thorsten Halle: studierte Werkstoffwissenschaft an der Technischen Universität Chemnitz und promovierte zum Thema der Werkstoffmodellierung. Seit Januar 2013 ist er als Professor für „Metallische Werkstoffe“ an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg / IWF tätig. Er beschäftigt sich insbesondere mit Stählen, deren Analytik und Eigenschaften. Prof. Halle ist Prodekan der Fakultät für Maschinenbau.
Zusammenfassung
deDie Nutzung des pyroelektrischen Effektes zur Erzeugung und Beschleunigung von Elektronen kann eine günstige und schnelle Durchführung von chemischen Analysen mittels Röntgenfluoreszenzanalyse ermöglichen. Mit dem Ziel der Optimierung der Intensität von primärer und sekundärer Röntgenstrahlung wurden verschiedene Versuche durchgeführt. Untersuchungen der Dosisleistung der aus einem Röntgenfenster austretenden Strahlung zeigten, dass ein Vakuumdruck von 5 · 10−1 Pa hohe Intensitäten der Strahlung begünstigt. Verschiedene untersuchte Targetmaterialien waren geeignet, Röntgenfluoreszenzstrahlung einer Probe anzuregen. Dies ermöglichte eine Quantifizierung der in der Probe enthaltenen Elemente.
Summary
enPyroelectric X-ray generators for applications in materials science – Optimization of the material- and vacuum-technical properties
A fast and favourable opportunity to perform chemical analyses by means of x-ray fluorescence analysis (XRF) is enabled by using the pyroelectric effect to generate and accelerate electrons. Several experiments have been realised with the aim of an optimisation of intensity of primary and fluorescent x-rays. Measurements of the dose equivalent rate of outcoupled radiation has shown that a vacuum pressure of 5 · 10-1 Pa allows the generation of radiation with high intensities. X-ray fluorescence of a sample has been excited by different metallic targets. This enabled a qualitative and quantitative analysis of the elements contained in the sample.
