Η κρυσταλλογραφική ανάλυση υλικών πραγματοποιείται στο Εργαστήριο με τη μέθοδο Περίθλασης Ακτίνων Χ σε σκόνη (Powder X-ray Diffraction – XRD). Η τεχνική βασίζεται στην αλληλεπίδραση των ακτίνων Χ με την κρυσταλλική δομή των υλικών. Όταν μία δέσμη ακτίνων Χ προσπίπτει σε ένα κρυσταλλικό υλικό, τα άτομα που είναι διατεταγμένα σε περιοδικά κρυσταλλικά επίπεδα προκαλούν περίθλαση της ακτινοβολίας σε συγκεκριμένες γωνίες. Το παραγόμενο φάσμα περίθλασης αποτελεί χαρακτηριστικό «αποτύπωμα» της κρυσταλλικής δομής του υλικού.

Η μέτρηση ακολουθεί τον νόμο του Bragg, σύμφωνα με τον οποίο οι γωνίες περίθλασης σχετίζονται άμεσα με τις αποστάσεις μεταξύ των κρυσταλλικών επιπέδων. Μέσω της ανάλυσης του διαγράμματος έντασης–γωνίας (diffractogram) είναι δυνατή η αναγνώριση των κρυσταλλικών φάσεων που υπάρχουν σε ένα δείγμα.

Η τεχνική Powder XRD απαιτεί τη λήψη μικρής ποσότητας υλικού και την κονιορτοποίησή του ώστε να πραγματοποιηθεί η μέτρηση.

Η ραδιογραφική ανάλυση υλικών στο Εργαστήριο πραγματοποιείται με τη χρήση ψηφιακής ραδιογραφίας ακτίνων Χ (digital X-ray radiography). Πρόκειται για τεχνική μη καταστροφικού ελέγχου που επιτρέπει την απεικόνιση της εσωτερικής δομής ενός αντικειμένου χωρίς να απαιτείται δειγματοληψία ή επέμβαση στο υλικό.

Η μέθοδος βασίζεται στη διαφορετική απορρόφηση των ακτίνων Χ από τα υλικά. Όταν μία δέσμη ακτίνων Χ διέρχεται μέσα από ένα αντικείμενο, μέρος της ακτινοβολίας απορροφάται και μέρος της διαπερνά το υλικό. Η ένταση της ακτινοβολίας που καταγράφεται εξαρτάται από το πάχος, την πυκνότητα και τη σύσταση των υλικών. Στο σύστημα ψηφιακής ραδιογραφίας η ακτινοβολία που εξέρχεται από το αντικείμενο καταγράφεται από ψηφιακό ανιχνευτή, ο οποίος μετατρέπει το σήμα σε ψηφιακή εικόνα υψηλής ανάλυσης.

Η ηλεκτρονική μικροσκοπία αποτελεί μία προηγμένη τεχνική ανάλυσης δομής υλικών που επιτρέπει την παρατήρηση της μορφολογίας και της μικροδομής ενός δείγματος σε πολύ υψηλή μεγέθυνση. Στο Εργαστήριο χρησιμοποιείται Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (Scanning Electron Microscope – SEM) μεταβλητού κενού, το οποίο είναι εξοπλισμένο με πολλαπλούς ανιχνευτές και προηγμένα αναλυτικά συστήματα.

Η λειτουργία του SEM βασίζεται στη σάρωση της επιφάνειας του δείγματος με μία λεπτή δέσμη ηλεκτρονίων. Η αλληλεπίδραση των ηλεκτρονίων με το υλικό προκαλεί την εκπομπή διαφόρων σημάτων (δευτερογενή ηλεκτρόνια, ανακλώμενα ηλεκτρόνια και χαρακτηριστική ακτινοβολία Χ), τα οποία καταγράφονται από ειδικούς ανιχνευτές και μετατρέπονται σε εικόνες και αναλυτικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης.

Η οπτική μικροσκοπία αποτελεί βασική τεχνική παρατήρησης και ανάλυσης της δομής υλικών σε μικροκλίμακα. Στο Εργαστήριο χρησιμοποιούνται σύγχρονα συστήματα οπτικής μικροσκοπίας, τα οποία περιλαμβάνουν ένα αυτοματοποιημένο στερεοσκόπιο (stereo microscope) και ένα βιολογικό μικροσκόπιο υψηλής ανάλυσης με δυνατότητα phase contrast, εξοπλισμένα με ψηφιακές κάμερες για λήψη φωτογραφιών και τεκμηρίωση των παρατηρήσεων.

Η τεχνική βασίζεται στην παρατήρηση της αλληλεπίδρασης του ορατού φωτός με το δείγμα, επιτρέποντας την απεικόνιση της μορφολογίας, της μικροδομής και των επιφανειακών χαρακτηριστικών των υλικών. Μέσω διαφορετικών μεγεθύνσεων και τεχνικών φωτισμού είναι δυνατή η λεπτομερής εξέταση της επιφάνειας ή της εσωτερικής δομής λεπτών δειγμάτων.