Artefakte in der experimentellen Werkstoffcharakterisierung

In den Materialwissenschaften bezeichnen Artefakte systematische oder zufällige Effekte, die nicht den intrinsischen Eigenschaften eines Werkstoffs entsprechen, sondern aus Messverfahren, Probenpräparation, Datenverarbeitung oder Umgebungsbedingungen resultieren. Sie führen zu verfälschten Beobachtungen und können bei der Interpretation von Mikrostruktur, mechanischem Verhalten oder funktionalen Eigenschaften zu Fehlurteilen führen.

Typische Artefaktquellen sind Präparationsartefakte (z. B. Einbringung von Schleif- und Polierkratzern, Deformationsrändern, Aufhärtungsschichten oder ioneninduzierter Strahlschädigung bei FIB-Präparation), Messartefakte (z. B. Instrumentendrift, Strahlaufweitung in SEM/TEM, Strahlaufheizung, Kontaktwiderstände in elektrischen Messungen) sowie Auswerteartefakte (z. B. Glättungs- und Filtereffekte, fehlerhafte Hintergrundsubtraktion in Spektren, unzureichende Kalibrierung).

Im Bereich der mechanischen Prüfung gehören Kanten- und Größenartefakte bei Härtemessungen, Reibungs- und Compliance-Effekte bei Nanoindentation oder Fehljustagen in Ermüdungsversuchen zu den zentralen Problemfeldern. In der Mikrostrukturanalyse treten Artefakte etwa als Linsen- und Detektorfehler, Aufladungserscheinungen, Beugungskontrastüberlagerungen oder Pseudo-Phasenkontraste auf.

Die Beherrschung von Artefakten erfordert ein systematisches Qualitätsmanagement: sorgfältige Kalibrierung, Verwendung von Referenzmaterialien, Reproduzierbarkeitsstudien, Kreuzvalidierung mit komplementären Methoden und die explizite Diskussion möglicher Artefaktquellen in der Ergebnisinterpretation. Das kritische Erkennen und Minimieren von Artefakten ist essentiell, um zuverlässige Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abzuleiten und numerische Modelle belastbar zu parametrisieren.

© 2026