Optimization and pilot operation of an ODF dependent control of texture goniometers

• Applicants: Professor Dr. Günter Gottstein; Professor Dr. Helmut Schaeben
• Subject Area: Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins ; Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 130928593

• Final Report Year: 2016

Final Report Abstract

Im Projekt „Optimierung und Pilotbetrieb einer ODF-abhängigen Steuerung von Röntgentexturgoniometern“ haben wir ein Verfahren zur nutzergestützten und (teil-) automatisierten Texturmessung mit Allzweckdiffraktometern ausgestattet mit einem Flächendetektor entwickelt. Für beliebige Flächendetektoren, Wellenlängen und ein– oder mehrphasigen Probenkörper wurde die Erzeugung von Messschemas als Mengenzerlegungsproblem formuliert, welches die Anzahl der Messungen minimiert, aber die Abdeckung der abzutastenden Polsphären maximiert. Die experimentell gemessene integrale Polintensität in Beugungsbildern wurde aus dem kinematischen Beugungsmodell abgeleitet und dabei nach Subtraktion des Hintergrunds erstmals als Skellam–verteilte Zufallsgröße erkannt. Ein sukzessiv gewichteter Kerndichteschätzer zur Schätzung der Orientierungsdichte aus hochgradig irregulär angeordneten Polrichtungen wurde eingeführt. Die orientierungsdichtenabhängige adaptive Abtastung von Polsphären wurde in Form von mehrstufigen Messschemas von Punktdetektormessungen auf Flächendetektormessungen übertragen und ein solides Auswahlkriterium für das Vorgehen formuliert und numerisch realisiert. Zum automatisierten Messablauf wurden Verfahren zur Schätzung der benötigten Messparameter aus einer initialen Messung entwickelt. Das Verfahren wird nun in der Praxis für experimentelle Texturmessungen fast schon routinemäßig verwendet. Die Methode wurde öffentlich vorgestellt, insbesondere für Hersteller von Polfigur-Messgeräten, und hat bereits Interesse in der Industrie gefunden.

Publications

• Efficient and accurate measurement of very sharp crystallographic textures: A new measurement strategy, Acta Materialia (2012), 60, 4229-4234
  Bachmann, F.; Witte, M.; Nguyen, T.Q.; Schaeben, H. & Gottstein, G.
  
• Optimizing the experimental design of texture goniometry, J. Appl. Cryst. (2012), 45(6), 1173-1181
  Bachmann, Florian; Schaeben, Helmut & Hielscher, Ralf
  
• A toolbox for ODF adaptive goniometer control, 17th ICOTOM 2014
  F. Bachmann, H. Schaeben, K. Molodov, M. Witte, G. Gottstein
  
• Adaptive pole figure refinement applied to area detector measurements, 17th ICOTOM 2014
  F. Bachmann, H. Schaeben, K. Molodov, M. Witte, G. Gottstein
  
• Automated Generation of Efficient Scanning Schemes for XRD Pole Figure Measurements with Area Detectors, Denver X-Ray Conference 2014
  F. Bachmann, H. Schaeben, K. Molodov, M. Witte, G. Gottstein
  
• High Resolution Texture Measurements with X-ray Area Detectors and ODF Estimation, Denver X-Ray Conference 2014
  F. Bachmann, H. Schaeben, K. Molodov, G. Gottstein