Einführung in die modernen Methoden der Gefügeanalyse

Diese Weiterbildung richtet sich an alle Anwender der Gefügeanalyse in Qualitätskontrolle und Werkstoffentwicklung. Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse der Werkstoffkunde. Alle methodischen Grundlagen der Gefügeanalyse werden erarbeitet und praxisorientiert vermittelt.

Bekanntlich bestimmt das Gefüge, d.h. die Mikro- und Nanostruktur und die auftretenden Defekte, die Eigenschaften eines Werkstoffes. Daher liegt für alle Hersteller und Verarbeiter der Hauptfokus auf der Steuerung und Qualitätskontrolle der Gefügeausbildung eines Werkstoffes in immer engeren Toleranzgrenzen. Die quantitative Gefügeanalyse ist dafür als Kontrollinstrument unverzichtbar. Neben dem Routineeinsatz der Lichtmikroskopie ist eine entscheidende Entwicklung auf diesem Gebiet die Kombination der etablierten Kontraste der Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit dem fokussierten Ionenstrahl (FIB). Diese ermöglicht eine extrem sensitive Analyse bei gleichzeitig genauer Zielpräparation.

Die Weiterbildung beginnt mit einer kurzen Einführung in die Grundlagen der digitalen Bildanalyse in 2D und deren sinnvollen Übertragung in 3D-Informationen. Neben den unterschiedlichen Abbildungsverfahren vom Lichtmikroskop über die Elektronenmikroskopie bis hin zur Atomsonde in 2D und 3D werden insbesondere die Verarbeitung der erhaltenen Daten von der klassischen Bildverarbeitung über die quantitative Gefügeanalyse behandelt. Abschließend werden die Möglichkeiten der Klassifizierung mittels Methoden des maschinellen Lernens vorgestellt und Best-Practice Beispiele präsentiert.

Abgerundet wird die Weiterbildung mit vielen praktischen Beispielen und Demonstrationspraktika mit interaktiven Modulen zur direkten Anwendung und Umsetzung der vorgestellten Inhalte.

Die Themen und Inhalte im Überblick:

• „Das Gefüge weiß alles“ – Grundlagen der skalenübergreifenden Gefügeanalyse in 2D und 3D
  Quantitative Gefügeanalyse; Bestimmung formabhängiger Korngrößenparameter; Beschreibung komplexer und inhomogener Gefüge; skalenübergreifende Tomographieverfahren
• Der Klassiker – Rasterelektronenmikroskopie (REM), chemische Analyse (EDX) und Elektronenrückstreubeugung (EBSD)
  Aufbau und Funktionsweise REM; Abbildungsmethoden (SE, RE); Grundlagen und Beispiele der chemischen Analyse (EDX) sowie der Elektronenrückstreubeugung (EBSD) im REM.
• Das Schweizer Taschenmesser der Gefügeanalyse – Ga-FIB und Xe-PFIB sowie die damit verbundenen Möglichkeiten
  Gerätetechnik und Grundlagen der Ionenmikroskopie; Dual Beam Workstation; Ätz- und Depositionstechniken; Präparation und Abbildung von Querschnitten; Micromachining; Spezialanwendungen.
• Demonstrationspraktikum: Dual Beam Workstation
  Abbildung mit FIB/REM, EBSD Messungen, FIB-Zielpräparation
• Gefügeanalyse mit teuren Programmpaketen oder geht es auch anders?
  Grundlagen, Anwendungen und Beispiele; Vergleich Kommerzieller und frei verfügbarer Software zur Bildbearbeitung und Gefügeanalyse;
• Demonstrationspraktikum: Einführung in ImageJ und Fiji
• Was ist korrelative Mikroskopie und wie mache ich das richtig?
  Grundlagen, Anwendungen und Beispiele; Kombination und Überlagerung verschiedener Abbildungsverfahren;
  Demonstrationspraktikum: Bildregistrierung
• Neue und etablierte Segmentierungsverfahren – von der Schwellwertsegmentierung bis zum maschinellen Lernen
  Grundlagen, Anwendungen und Beispiele; klassische Segmentierungsverfahren, Erweiterung etablierter Verfahren, neue ComputerVision-Ansätze, Segmentierungsansätze basierend auf Maschinellem Lernen
• Demonstrationspraktikum: Segmentierung, Schwellwertverfahren, KG-Rekonstruktion, Otsu, Weka
• OPTIONAL: Virtuelle Institutsführung
• Darfs noch etwas mehr sein? 3D-(Serienschnitt)verfahren
  Grundlagen, Anwendungen und Beispiele; Schwerpunkt FIB-Serienschnitttechnik
• Atomsondentomographie: Atomar aufgelöste chemische Analyse in 3D
  Grundlagen und Funktionsweise der Atomsondentomographie; Laserunterstützte Atomsondentomographie; Feldionenmikroskopie (FIM); Probenpräparation mittels FIB; Anwendungsbeispiele
• Demonstrationspraktikum: 3D-Rekonstruktion
• Das große Finale: Quantitative Gefügeanalyse
  Grundlagen, Anwendungen und Beispiele;
• Demonstrationspraktikum: QGA mit Fiji (2D) und Mavi (3D)
• Kein Workshop ohne Künstliche Intelligenz: Maschinelles Lernen in der Gefügeforschung
  Einführung, Beispiele und Ausblick

Organisatorisches:

Benötigte Softwaretools für die Teilnahme sind ein aktueller Web-Browser (z.B: Google Chrome) sowie die OpenSource-Software „ImageJ“ und „Fiji“ (Installationsanleitungen erhalten die Teilnehmenden kurz vor der Fortbildung).

Amnmeldungen per E-Mail an fortbildung@dgm.de