Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Zerstörungsfreie MR an klassischen Materialien

(z.B. Kunststoffe, Polymere, Flüssigkeiten, Gase)

Wir verwenden selbstentwickelte Relaxometrie-Methoden auf mobilen dedizierten Tischgeräten (link zum Polymer-Profiler) zur Charakterisierung und Identifizierung von Materialien, die üblicherweise zu wenig Signal liefern, um sie mit der Magnetresonanz zu messen, wie z. B. Kunststoffe, Silikone und Klebstoffe. Mit unserer Fingerprint-Methode identifizieren wir unterschiedliche Kunststoffe und sind ebenso in der Lage deren Materialveränderungen im Zeitverlauf zu monitoren.

 

Abbildung 1: Fraunhofer Polymer-Profiler in Kooperation mit Pure Devices GmbH

Neben der klassischen Material-Prüfung erlaubt die sehr schnelle Relaxometrie die Überwachung laufender Prozesse und ermöglicht funktionelle Aussagen. Auf Grund ihrer hohen Sensitivität eignet sich diese Methode bestens um Zeitverläufe sowohl im µs Bereich als auch bis hin zu Tagen und Wochen aufzuzeichnen. Beispiele hierfür sind Trocknungs-, Aushärte- und Mischprozesse. Mit geeigneten Anpassungen lässt sich diese Methode auch als Inline-Prozessüberwachung und Regelung betreiben.

Abbildung 2: Messung des Trocknungsvorganges eines 2 Komponentenklebers zur Überprüfung seiner Eigenschaften

In der Qualitätssicherung können Defekte und Kontamination von Prüfmustern mit speziellen MR-Methoden durch Schicht bzw. 3D Aufnahmen detektiert und lokalisiert werden. In der Bildgebung von Zweikomponenten-Materialien, beispielsweise Silikon oder PU, lassen sich zusätzlich Homogenität und Vernetzungsgrad bestimmen.

Abbildung 3: Auf der Suche nach Fehlstellen: 3D Rekonstruktion von Gewebeschläuchen

Vorteile und Nutzen

  • Schnelle eindeutige Identifizierung von Material und Zustand anhand der Relaxometrie
  • Mobil einsetzbares Verfahren
  • Herstellung mobiler und miniaturisierter Geräte und Komponenten
  • 3D Darstellung komplexer Proben
  • Detektion von Fehlstellen und Verunreinigungen
  • Ortsaufgelöste Spektroskopie
  • Ortsverteilung und Dynamik von Wasser, Lösungen, Ölen und Gasen
  • Chemische Zusammensetzung: z.B. Wasser-, Zucker und Fettgehalt
  • Zugriff auf Struktur, Porengrößen und –verteilung
  • Informationen über Dichte, Vernetzung und Konzentration
  • Analyse von Fluss, Fließverhalten, Diffusion und Viskosität