Analyse der Morphologie von Poren in oxydischen Elektrokeramiken mittels automatischer Bildanalyse
Analysis of pore morphology in oxide electroceramics by automatic image analysis
Die Porosität stellt eine bedeutende Materialkenngröße zur Charakterisierung keramischer Werkstoffe dar. Poren, die nach dem Sintern zurückbleiben, sind oftmals Ausgangspunkt eines unmittelbaren mechanischen oder dielektrischen Materialversagens. Besonders problematisch sind vereinzelte, im Gefüge auftretende und großvolumige Poren, welche den mittleren Porendurchmesser um ein Vielfaches übersteigen. Ihre Detektion stellt die Analytik vor besondere Herausforderungen. Die in der Keramik eingesetzten Analyseverfahren erfassen entweder nur einen Teil der Porosität oder sind hinsichtlich der Flächenerfassung stark limitiert. Hinzu kommt, dass eine Analyse der Morphologie der detektierten Poren mit den meisten Methoden nicht oder nur schwer möglich ist.
Die vorliegenden Forschungsarbeit setzt sich eingehend mit der qualitativen Analyse von Poren in oxidkeramischen Werkstoffen auseinander. Dabei stehen die Möglichkeiten der Porendetektion, die gemessenen Verteilungsfunktionen und die Vorteile dieser Methode im Fokus. Es wird gezeigt, dass es durch den Einsatz digitaler Lichtmikroskopie, unter Verwendung koaxialer Beleuchtung, möglich ist, die Morphologie und Verteilung von Poren in einem Bruchteil der Zeit, die konventioneller Verfahren benötigen, zu bestimmen. Durch den Vergleich der Messergebnisse, unter Zuhilfenahme etablierter Methoden zur Porencharakterisierung, wie dem Linienschnittverfahren (gemäß DIN EN ISO 13383), ist eine sichere Validierung der Ergebnisse möglich. Abschließende Untersuchungen mittels FEREM erlauben eine detaillierte Betrachtung der identifizierten Poren und validierten die Ergebnisse.
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