Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)

Die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) dient der chemischen Analyse von Materialien. Sie ermöglicht die Identifizierung und quantitative Bestimmung der enthaltenen Elemente durch Messung der charakteristischen Röntgenstrahlung, die bei Anregung mit einem Elektronenstrahl entsteht. Dadurch kann die chemische Zusammensetzung eines Materials präzise bestimmt werden.

Darüber hinaus eignet sich die EDX-Analyse zum Nachweis von Verunreinigungen oder unerwünschten Elementen, wodurch sie eine zentrale Rolle in der Qualitätskontrolle und Materialprüfung spielt. Auch in der Schadensanalyse wird sie eingesetzt: Bei der Untersuchung von Materialfehlern oder Bauteilschäden können chemische Veränderungen oder Fremdpartikel identifiziert werden, die möglicherweise zum Versagen geführt haben.

Ergänzend dazu erlaubt die Methode sogar die Messung sehr dünner Beschichtungen im Nanometerbereich, typischerweise zwischen etwa 5 und 200 nm.

Mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) können die chemischen Elemente, deren Konzentration und Verteilung bestimmt werden. Diese Analysemethode wird in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt. Die EDX Analyse gehört zur Röntgenmikroanalyse und beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird. Die Anregung erfolgt durch den Primärelektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops. Dabei kommt es durch die Elektronen in der Atomhülle zur Aussendung einer Röntgenstrahlung, deren Spektrum für jedes Element charakteristisch ist. Man unterscheidet Spotanalysen (punktuell), Linienanalysen (line scans) und Flächenanalysen (Elementmapping). Mit einem Mapping wird die Verteilung der chemischen Elemente über eine Fläche ermittelt, wodurch lokale Unterschiede bestimmt werden.

Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) und dem Röntgenstrahldetektor (EDX) sind auch präzise Schichtdickenmessungen von dünnen Beschichtungen möglich. Bei der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) wird die Beschichtung über die Tiefe mit verschiedenen Beschleunigungsspannungen „abgerastert“ und damit Stärken von Beschichtungen im Bereich von 5 – 200 nm bestimmt.

Die EDX-Analyse bietet mehrere wichtige Vorteile für die Materialcharakterisierung. Besonders hervorzuheben ist die ortsaufgelöste Elementanalyse, mit der sowohl die enthaltenen Elemente als auch deren räumliche Verteilung in einer Probe bestimmt werden können. Zudem ist die Methode sehr vielseitig und auf unterschiedliche Materialien wie Metalle, Polymere, Minerale sowie auch Partikel und Pulver anwendbar. Ein weiterer Vorteil liegt in der quantitativen Auswertung, da neben der Identifizierung der Elemente auch deren Konzentrationen bestimmt werden können.