EMNI – Elektronenmikroskop mit Nanoindenter

Gegenstand der Ausschreibung ist ein Gesamtpaket bestehend aus einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop direkt angeschlossen an eine Glovebox und einem Nanoindenter. Dieses System wird benötigt, um luftsensitive Proben wie beispielsweise Batteriematerialien in spezialisierten Indentationsversuchen zu prüfen. Für diese spezialisierten Versuche muss der Indenter die Messaufgaben „elektrischer Modus“, „dynamischer Modus“, Heizversuche bis 800 GradC sowie „in situ Experimente“ mit Prüfkräften bis 1 000 mN an luftsensitive Proben durchführen können. Luftsensitive Proben dürfen beim Transfer in den Nanoindenter im Mikroskop keinen Luftkontakt haben. Proben von variabler Form und Größe müssen getestet werden können und die Probenvorbereitung und -montage müssen flexibel an das Experiment angepasst werden können. Aus den genannten Gründen (keine Einschränkungen in der Probenform und -größe, keine Einschränkungen bei der Verwendung des Nanoindenters) kann eine Shuttle-Lösung nicht berücksichtigt werden. Eine Shuttle-Lösung bezeichnet hierbei einen gedichteten Container, welcher den Transfer einer Probe von einer Glovebox zu einem nicht mit dieser verbundenen Rasterelektronenmikroskop unter inerter Atmosphäre ermöglicht. Das Gesamtpaket muss zur Bestimmung phasenspezifischer mechanischer Eigenschaften bei heterogener Mikrostruktur die exakte Positionierung des Nanoindenters auf speziell ausgewählten Partikeln ermöglichen. Die in situ Echtzeit-Beobachtung der Materialantwort auf Belastung – das heißt zum Beispiel Rissbildung und -wachstum – muss mit hochauflösenden bildgebenden Detektoren möglich sein. Die indentierte Probenfläche muss anschließend mit Elektronenrückstreubeugung (EBSD) untersucht werden können. Zur in situ Untersuchung von Lade- und Entladevorgängen von Batterien muss das Elektronenmikroskop zusätzlich über die Möglichkeit verfügen, bei verschiedenen Kammerdrücken zu arbeiten. Die Flutung und der Betrieb mit Argon müssen zum Schutz von Proben, die mit Stickstoff reagieren, möglich sein.