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MLZ

Lichtenbergstr.1
85748 Garching

Probenumgebung

Die weitaus meisten Experimente werden nicht unter normalen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die interessierenden Phänomene treten entweder bei tiefen oder hohen Temperaturen, unter magnetischen oder elektrischen Feldern, hohen Drücken oder Kombinationen dieser Umgebungsparameter auf. Die Aufgabe der Gruppe Probenumgebung ist die Bereitstellung von Geräten zur Einstellung dieser experimentellen Randbedingungen.

Im Rahmen des Nutzerbetriebes am MLZ umfasst dies, abhängig von der Komplexität der gewünschten Probenumgebung, den Aufbau der Geräte am Instrument, die Hilfestellung bei deren Betrieb und die experimentelle Unterstützung der Wissenschaftler am MLZ bis zur Wartung und Instandsetzung der eingesetzten Geräte.

Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung, der Bau und die Inbetriebnahme neuer Geräte. Das Spektrum reicht hierbei von der Anpassung oder Optimierung bereits eingesetzter umgebungsspezifischer experimenteller Techniken bis zur Entwicklung gänzlich neuartiger Geräte, die z.B. die Nutzung extremer Randbedingungen oder Anforderungen neuer Forschungsfelder abdecken. Im Rahmen des europäischen NMI3 Programms arbeiten wir in vielen Entwicklungsprojekten eng mit europäischen und internationalen Streuzentren zusammen.

Eine detailliete Beschreibung der verfügbaren Probenumgebung ist auf unseren Webseiten vorgestellt. Weiterhin ist Instrument-spezifische Probenumgebung vorhanden (siehe entsprechende Instrumentseiten).

Aktivitäten

Tiefe Temperaturen

Wir entwickeln kryoflüssigkeitsfreie Tieftemperatursysteme, die sich durch einfache und nutzerfreundliche Bedienung auszeichnen. Ein Beispiel ist der trockene FRM-II Probenrohrkryostat, der Standard-Kryostat am MLZ. Tieftemperatur-Einsätze, ebenfalls optimiert für den Einsatz in trockenen Systemen erlauben Temperaturen bis zu 50 mK, Hoch-Temperatur-Probenstäbe einen Bereich von bis zu 700 K. Eine weitere Version dieses Kryostaten mit einer dritten Stufe ermöglicht Messungen im Austauschgas bis zu 1,3 K. Anpassungen oder Spezial-Anforderungen unserer Nutzer bis hin zur kompletten Neukonstruktion können durch die im Haus vorhandene Expertise zeitnah umgesetzt werden.

Im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms NMI3 arbeiten wir zusammen mit Kollegen aus anderen Streuzentren u.a. an einem kompakten, schnellen und für den automatischen Probenwechsel optimierten, trockenen Kryostaten.

In Zusammenarbeit mit externen Firmen arbeiten wir an der Entwicklung unterschiedlicher und für ihren Einsatz optimierten supraleitenden Magneten. Auch diese Systeme sind entweder komplett kryoflüssigkeitsfrei oder zumindest rekondensierende Hybridsysteme. Diese Magnete schonen ebenso wie unsere Kryostate Ressourcen und sparen bis zu 30% Betriebskosten im Vergleich zu konventionellen nassen Systemen.

Alle Geräte sind über sog. TACO-Steuerboxen kompatibel zu der am MLZ eingeführten Steuersoftware.

Hohe Temperaturen

Wir entwickeln und bauen Hochtemperaturöfen im Haus. Unsere Standard-Öfen mit resistivem Niob-Heizelement zeichnen sich durch präzise und stabile Regelbarkeit im Temperaturbereich von ca. 200°C bis ca. 1900°C aus.

Darüber hinaus gibt es verschiedene, der individuellen Situation am Instrument bzw. den experimentellen Anforderungen angepasste Öfen unterschiedlicher Bauart. Kleine kompakte Infrarot-Öfen mit Halogenlampen als Heizquelle erlauben Temperaturen bis zu 1300°C. Nach dem gleichen Prinzip arbeitet ein Ofen zur Heizung von Zugproben auf bis zu 900°C am Material-Diffraktometer STRESS-SPEC. Öfen für spezielle Anwendungen können zeitnah zur Verfügung gestellt werden. In-situ Untersuchungen von Lade- und Entladevorgängen an elektrischen Speicherelementen (Batterien) können z.B. mit individuell angepassten Öfen untersucht werden.

Für das Instrument POWTEX entwickeln wir einen lasergeheizten Ofen mit spezieller Heizlaseroptik, die einen uneingeschränkten Neutronenstrahl-Zugang in der oberen Halbkugel des Ofenkörpers bei homogener Aufheizung der Probe ermöglicht.

Hoher Druck

Aktuell stehen Gasdruckzellen bis 0,7 MPa zur Verfügung. Weitere Druckzellen unterschiedlichen Typs sind in enger Zusammenarbeit mit anderen Neutronen-Streueinrichtungen im Bau.

Im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms NMI3 arbeiten wir auch auf diesem Feld eng mit Kollegen aus anderen Streuzentren zusammen.

Magnetische Felder

Wir bieten Magnetfelder bis zu 14 T mit vertikaler und horizontaler Feldorientierung. Für neue Magnete erarbeiten wir Konzepte und Spezifikationen auf Basis der Anforderungen unser Nutzer. Diese Projekte werden in enger Zusammenarbeit mit Magnetherstellern weltweit realisiert.

Spezialisierte Probenumgebung

Spezielle Apparturen und Geräte, z.B. für die vom JCNS betriebenen SANS-Instrumente, stehen zur Verfügung.

Kontakt

Leitung

Dr. Jürgen Peters
Telefon: +49 (0)89 289-14700
E-mail:

Dr. Alexander Weber
Telefon: +49 (0)89 289-10726
E-mail:

Tiefe Temperaturen

Heiner Kolb
Telefon: +49 (0)89 289-14407
E-mail:

Hohe Temperaturen

Milan Antic
Telefon: +49 (0)89 289-11752
E-mail:

Hoher Druck

Andreas Buchner
Telefon: +49 (0)89 289-14919
E-mail:

Herbert Weiß
Telefon: +49 (0)89 289-14920
E-mail:

Magnetische Felder

Daniel Vujevic
Telefon: +49 (0)89 289-10774
E-mail:

Herbert Weiß
Telefon: +49 (0)89 289-14920
E-mail:

Spezialisierte Apparaturen

Daniel Vujevic
Telefon: +49 (0)89 289-10774
E-mail:

Galerie

CCR
CCR

Closed cycle refrigerator (CCR, right) with the newly developed universal control box (top left).

Hochtemperatur-Ofen am STRESS-SPEC
Hochtemperatur-Ofen am STRESS-SPEC

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