Oberflächenanalyse
Die Oberflächenanalyse dient der Überprüfung der Eigenschaften von Oberflächen. Die Auswahl der geeigneten Analysemethoden hängt von den spezifischen Anforderungen der Oberfläche und der beabsichtigten Anwendung ab. Eine gründliche Oberflächenanalyse ist entscheidend für die Qualität, Leistung und Funktionalität von Materialien und Produkten.
Als Steinbeis-Transferzentrum analysieren wir die Eigenschaften von Oberflächen als Dienstleistung.
Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?
- Mikro- und Makroanalyse: Mit unseren modernen Analysetechnologien zoomen wir direkt in die Mikrostrukturen Ihrer Oberflächen. Von mikroskopischen Texturen bis hin zu makroskopischen Mustern bieten wir präzise Analysen für ein umfassendes Verständnis.
- Materialien: Ob Metalle, Kunststoffe, Glas oder Keramik – das Steinbeis-Transferzentrum ist darauf ausgerichtet, eine breite Palette von Materialien zu analysieren und Ihnen umfassende Einblicke zu bieten.
- Fachkundige Expertise: Unser qualifiziertes Team steht Ihnen gerne zur Verfügung, um Ihre Fragen zu beantworten.
- Kundenzentrierter Ansatz: Jeder Auftrag ist individuell und deshalb sind unsere Analysen auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten.
Dienstleistungen
LICHTMIKROSKOPIE
Mit Hilfe der Lichtmikroskopie werden detaillierte Analysen von Oberflächenstrukturen, Bruchflächenanalysen, metallographische Untersuchungen und Schichtdickenmessungen im Querschliff durchgeführt. Diese Untersuchungen werden mittels Stereo-, Auflicht- oder Digitalmikroskopie durchgeführt.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) dient der hochauflösenden bildgebenden Untersuchung von Mikrostrukturen und der Materialanalyse. Dabei rastert ein fein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche präzise Zeile für Zeile ab, um topographische Bilder (SE) und Materialkontrastbilder (BSE) zu erzeugen. Die chemische Zusammensetzung kann dabei mittels Röntgenmikroanalyse (EDX) oder Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, eng. XRF) bestimmt werden.
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Bei der Rasterkraftmikroskopie (AFM) wird die Topographie einer Oberfläche mit der höchsten Auflösung aller mikroskopischen Techniken vermessen. Hierzu tastet eine an einer Blattfeder (Cantilever) befindliche Messnadel die Oberfläche Zeile für Zeile ab.
OBERFLÄCHENMESSUNG
Die Oberflächenmesstechnik dient dazu, die Mikrostrukturen einer Oberfläche zu erfassen und durch Kenngrößen quantitativ zu bewerten. Die Mikrostrukturen einer Oberfläche werden idealerweise durch optische Messungen erfasst, z.B. durch die Weißlichtinterferometrie zur hochgenauen Messung von Rauheit, Welligkeit und Formabweichungen sowie durch die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie als 3D-Oberflächenanalyse für präzise Strukturuntersuchungen.
KONTUR- und FORMMESSUNG
Die Kontur- und Formmessung dient der Bestimmung von Längenmaßen, Radien, Winkeln und Formen an einem Bauteil. Die Konturmessung umfasst auch die Bestimmung der Form- und Lageabweichungen von Bauteilen.
CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG
Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einer Oberfläche dient der Untersuchung von Ablagerungen und Verunreinigungen auf Oberflächen. Mit Hilfe der Infrarotspektroskopie (IR) werden die Bindungsverhältnisse von Stoffen bestimmt. Die so erhaltenen Spektren werden mit Bibliotheken oder Spektren möglicher Substanzen verglichen.
Die Materialanalyse umfasst die Untersuchung der Zusammensetzung von Materialien, von Einschlüssen, Korrosionserscheinungen und Ablagerungen bis hin zur Werkstoffbestimmung. Die in der Materialanalyse eingesetzten Techniken sind die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, eng. XRF) und die Infrarotspektroskopie (IR).
OBERFLÄCHENSPANNUNG
Die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten spielt eine wichtige Rolle beim Beschichten, Lackieren und Kleben sowie in der Tribologie bei der Optimierung von Reibpaarungen. Die Messung erfolgt überwiegend nach der Wilhelmy-Plättchen-Methode mit einem Tensiometer. Dazu wird ein angerautes Platin-Iridium-Plättchen als Probenkörper in die Flüssigkeit abgesenkt und anschließend mit konstanter Geschwindigkeit hochgezogen.
BENETZBARKEIT
Die Benetzbarkeit von Bauteilen hängt u.a. von der Oberflächenenergie ab, die mittels der Kontaktwinkelmessung bestimmt. Dabei wird ein Tropfen auf eine Oberfläche gebracht und anschließend der sich ergebende Kontaktwinkel mittels Kamera gemessen. Die polaren Anteile der Oberflächenenergie sind ein Maß zur Beurteilung des Sauberkeitszustandes einer Oberfläche. Die Oberflächenenergie von Pulvern wird mittels der Washburn Methode bestimmt.
TRIBOLOGISCHE TESTS
Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten dient der Quantifizierung des Widerstandes zwischen zwei sich unter Last relativ zueinander berührenden Bauteilen. Der Reibungskoeffizient kann nur messtechnisch bestimmt werden, da es sich nicht um eine reine Werkstoffkenngröße handelt. Zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft auf einen Grundkörper gedrückt und relativ zu diesem translatorisch oder rotatorisch bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft (Reibungskraft) gemessen und aus ihrem Verhältnis zur Normalkraft der Reibungskoeffizient bestimmt.
Der Abriebtest dient dazu, die Verschleißfestigkeit eines Materials oder einer Beschichtung unter mechanischer Einwirkung zu prüfen. Diese Prüfung gibt Aufschluss über die Haltbarkeit und Lebensdauer von Werkstoffen unter realen Einsatzbedingungen. Zur Prüfung der Abriebfestigkeit wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft translatorisch oder rotatorisch über das zu prüfende Material bewegt und nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln der Abrieb messtechnisch bestimmt.
FARBMESSUNG
Bei der Farbmessung geht es daher um den Vergleich zwischen der gemessenen und der durch das menschliche Auge wahrgenommenen Farbe. Der L*a*b*-Farbraum beschreibt alle wahrnehmbaren Farben und nutzt einen 3D-Farbraum bei dem der Helligkeitswert L* senkrecht auf der Farbebene (a*, b*) steht. Der L*C*h-Farbraum beschreibt Farbe über ein zylindrisches Koordinatensystem mit der Helligkeit L*, der relativen Farbsättigung C* und dem Farbtonwinkel h°. Die Farbsättigung und der Farbtonwinkel werden aus den a* und b* Koordinaten des L*a*b* Farbraums berechnet.
GLANZMESSUNG
Die Glanzmessung wird zur Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit von Überzügen und anderen Oberflächen herangezogen. Dazu wird mit einem Reflektometer das reflektierende Licht unter einem bestimmten Winkel gemessen. Beim reflektierten Licht ist auch ein Anteil an diffus zerstreutem Licht dabei. Für eine exakte Glanzmessungen ist deswegen eine zweite Messung notwendig, die auch das zerstreute Licht mitbestimmt. Der Anteil an zerstreutem Licht kann anschließend herausgerechnet werden. Das absolute Maß für den Glanz ist das Verhältnis des von der OF reflektiertem Lichts zum ausfallenden Licht. Angegeben wird der Glanzgrad in Glanzeinheiten (GE) oder Gloss Units (GU).
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Oberflächenanalyse.
Wozu dient die Oberflächenanalyse?
Die Oberflächenanalyse von technischen Bauteilen ist ein entscheidender Prozess in der Industrie und Technik, um die Eigenschaften von Materialoberflächen zu verstehen, zu kontrollieren und zu optimieren. Sie dient verschiedenen Zwecken und hat eine Vielzahl von Anwendungen in unterschiedlichen Branchen.
1. Qualitätssicherung und Fehleranalyse
- Überprüfung von Herstellungsprozessen: Sicherstellung, dass Bauteile die gewünschten Oberflächenmerkmale aufweisen.
- Erkennung von Oberflächenfehlern: Risse, Korrosion, Verunreinigungen oder mechanische Beschädigungen frühzeitig entdecken.
- Optimierung von Produktionsprozessen: Kontrolle von Schleif-, Polier-, Beschichtungs- und Reinigungsprozessen.
2. Haftung und Benetzung von Beschichtungen
- Lackierung und Beschichtungen: Sicherstellung, dass Farben, Lacke oder Schutzschichten optimal haften.
- Verklebung und Adhäsion: Kontrolle der Oberflächenenergie zur Verbesserung der Klebefähigkeit.
- Metallisierung und Galvanisierung: Überprüfung, ob Metall- oder Schutzschichten gleichmäßig aufgetragen wurden.
3. Verschleiß- und Korrosionsschutz
- Ermittlung der Rauheit: Optimierung von Verschleißschutzmaßnahmen in Maschinenbau, Luftfahrt und Automobilindustrie.
- Korrosionsprüfung: Untersuchung von Oxidations- oder Korrosionsprozessen, um Schutzmaßnahmen zu entwickeln.
- Tribologische Untersuchungen: Optimierung von Schmier- und Gleitflächen, um Reibung und Verschleiß zu minimieren.
4. Materialwissenschaft
- Analyse von Legierungen und Kunststoffen: Bestimmung der Materialzusammensetzung für Forschung und Entwicklung.
- Charakterisierung von Nanomaterialien: Untersuchung von strukturellen und chemischen Eigenschaften auf kleinster Skala.