Micromechanical testing of wood samples: A new preparation route using femtosecond pulsed laser ablation

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Laserablation mit ultrakurzen Pulsen ist eine aufstrebende neue Technologie zur Bearbeitung im Mikrometer-Bereich. Durch die ultrakurze Pulsdauer kann jedes Material ohne Beeinflussung der Randzone abgetragen werden. Laserablation hat dabei eine 4-6 Größenordnungen höhere Abtragsrate als die Bearbeitung mit einem Ionenstrahl. In dieser Arbeit wurde ein Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 515 nm und einer Pulsdauer von 435 Femtosekunden (fs) eingesetzt, um Fichtenholzproben für mikromechanische Versuche zu erzeugen. Es wurden die optimalen Einstellungen des Lasers für die Holzbearbeitung ermittelt und anschließend Zug- und Druckproben an Mikrotom-Dünnschnitten in Quer- und Längsrichtung hergestellt. Zum Vergleich wurden Proben mittels Ionen-Polierer und einer Kupfermaske angefertigt. Zwei durch den fs-Laser hergestellten Proben wurden einem Elektronenstrahl ausgesetzt, um dessen Einfluss zu untersuchen. Alle Proben wurden an einem Faserzugmodul getestet und gleichzeitig unter einem Stereomikroskop beobachtet. Vorteile und Einschränkungen bezüglich der fs-Laser Herstellung sowie Verformungs- und Bruchverhalten der getesteten Proben werden diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der fs-Laser eine schnelle und präzise Präparation von Proben mit Abmessungen im Mikrometerbereich ermöglicht. Zugfestigkeiten der getesteten Proben sind vergleichbar mit Literaturwerten. Druckproben zeigen das typische Verhalten von zellulären Materialien.

Details

Titel in ÜbersetzungMikromechanische Versuche an Holz: Eine neue Herstellungsmethode durch Einsatz von ultrakurz gepulster Laserablation
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pippan, Reinhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung7 Apr. 2017
StatusVeröffentlicht - 2017