Stufen (Stages) in der werkstofftechnischen Probenpräparation und -untersuchung

Der Begriff Stage (Bühne, Stufe) bezeichnet in der Werkstofftechnik primär mechanische oder mechatronische Positionier- und Haltesysteme für Proben, insbesondere in Mikroskopen, Spektroskopie- und Prüfanlagen. Solche Bühnen ermöglichen die definierte Justierung von Lage, Orientierung und Umgebungsbedingungen des Werkstoffs während der Messung.

Im engeren Sinn umfasst dies translatorische und rotatorische Achsen (z. B. x‑y‑z- und Rotationsbühnen) mit definierter Auflösung und Wiederholgenauigkeit. Für hochauflösende Verfahren wie TEM, SEM oder AFM werden häufig piezoelektrische Stages mit Sub-Nanometer-Schrittweiten eingesetzt. Die mechanische Steifigkeit, thermische Stabilität und Vibrationsentkopplung der Bühne sind dabei kritisch für die Messqualität.

Eine wichtige Unterklasse sind Umgebungsbühnen, die gezielt Randbedingungen variieren, etwa Temperaturregelungsbühnen, Heiz-/Kühlstages, Zug-/Druckstages oder gasdichte Umgebungszellen. Sie erlauben in-situ-Untersuchungen von Mikrostrukturentwicklung, Phasenumwandlungen und Schädigungsmechanismen unter definierten thermischen, mechanischen oder chemischen Lasten.

In der Prozesskette der Werkstoffcharakterisierung spielen Stages eine zentrale Rolle für Reproduzierbarkeit und Rückführbarkeit: Nur bei exakt kontrollierter Probenposition und -umgebung sind quantitative Vergleiche zwischen Messreihen möglich. Moderne Stages integrieren daher häufig Sensorik (Temperatur, Kraft, Weg), Closed-Loop-Regelung und Schnittstellen zur automatisierten Datenerfassung.

© 2026