Oberflächenanalyse
Als Steinbeis-Transferzentrum führen wir vielfältige Untersuchungen von Oberflächen durch und bieten diese als Dienstleistung an.
Labordienstleistungen
OBERFLÄCHENMESSUNG 2D/3D
- Rauheit 2D/3D
- Welligkeit 2D/3D
- Strukturanalyse
Die Bestimmung von Rauheit, Welligkeit, Form und spezieller Strukturen von Oberflächen führen wir mit optischen Messgeräten (Weißlichtinterferometer, Konfokalmikroskop) durch. Die optische dreidimensionale Messung ermöglicht die vollständige Erfassung aller Strukturmerkmale aus denen die 2D- und 3D-Kenngrößen der Normen berechnet werden.
MASS-, FORM- UND LAGEMESSUNG
Die Maß-, Form- und Lagemessung dienen zur Bestimmung von Länge, Winkel, Konturen sowie Form- und Lageabweichungen von Bauteilen. Hierzu werden in unserem Prüflabor taktile Messmaschinen und für ganz präzise Messungen im Submikrometerbereich berührungslos arbeitende optische Messgeräte eingesetzt.
LICHTMIKROSKOPIE
Die lichtoptischen Analysen von Oberflächen erfolgen mit einem Stereomikroskop, einem Auflichtmikroskop und einem Digitalmikroskop. Damit werden lichtoptische Bildaufnahmen, Partikelanalyse, Phasenanalyse, metallographische Aufnahmen angefertigt. Anschließend werden anhand dieser Aufnahme Strukturen von Oberflächen untersucht und geometrisch ausgewertet werden.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden hochauflösende Oberflächenanalysen durchgeführt und dadurch Bildaufnahmen der Objektoberfläche angefertigt. Bei einem REM tastet ein Elektronenstrahl die Oberfläche zeilenförmig ab und schafft ein vergrößertes Abbild mit hoher Tiefenschärfe.
RÖNTGENSPEKTROSKOPIE (EDX)
Mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM werden die chemischen Elemente im Rahmen von Materialanalysen. bestimmt. Die Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird.
KONTAKTWINKELMESSUNG
Um die Oberflächenenergie von Festkörpern zu messen, wird ein Tropfen auf eine Oberfläche gebracht und anschließend der sich ergebende Kontaktwinkel gemessen. Durch diese Art der Bestimmung der Oberflächenenergie können im Vergleich zur Methode mit Testtinte viel mehr Eigenschaften bzgl. des Benetzbarkeit von Oberflächen bestimmt werden.
REIBWERTMESSUNG
Der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient eines tribologischen Systems wird mit einem Tribometer bestimmt. Dazu wird ein Prüfkörper unter einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft gemessen und aus dem Verhältnis zur Normalkraft der Reibwert µ berechnet. Reibwerte können nur aus Messungen des konkreten Systems bestimmt werden, da diese von sehr vielen Einflussfaktoren abhängen.
Rasterkraftmikroskopie
Mit einem Rasterkraftmikroskop wird die Oberfläche mit einer Messnadel (Cantilever) mit hoher Auflösung zeilenweise abgerastert, i.d.R. ohne diese dabei zu berühren. Durch die Rasterkraftmikroskopie wird die Topografie (AFM) und die Leitfähigkeit (C-AFM) einer Oberfläche ortsaufgelöst bestimmt. Des Weiteren können Kraft-Abstandskurven aufgenommen werden um Rückschlüsse auf die ortsaufgelösten Oberflächenparameter wie Adhäsionskraft und Elastizität (E-Modul) zu gewinnen.
Mit der Oberflächenmessung und Rauheitsmessung 2D/3D werden die Rauheit, die Welligkeit, die Form und die Mikrostruktur von Oberflächen bestimmt. Aus diesen Messungen werden werden die ISO-konformen Kenngrößen ermittelt, um bestimmte Merkmale der Oberfläche quantitativ zu erfassen. Diese bestimmen das funktionale Verhalten einer Oberfläche bzgl. Reibung, Verschleiß, Dichtheit, Einlaufverhalten, Tragfähigkeit von Bauteilen sowie deren optisches Erscheinungsbild.
Mit der Maß-, Form- und Lagemessung werden Bauteile bzgl. Form, Kontur, Geometrie sowie Fom- und Lagemaßen vermessen.
Die Lichtmikroskopie dient dazu eine Oberfläche bildgebend zu untersuchen. Hierzu gibt es vielfältige Anwendungsfälle, wie z.B. Verschleißanalysen, Strukturanalysen, Partikelanalysen, metallographische Untersuchungen uvm.
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) wird für hochauflösende Mikrostrukturanalysen von Bauteiloberflächen oder Bruchflächen eingesetzt. Damit sind Aufnahmen mit sehr großer Vergrößerung möglich und gleichzeitig kann das Material über die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) bestimmt werden.
Die Kontaktwinkelmessung dient die Oberflächenenergie von Festkörpern zu messen. Diese ist ein Maß für die Benetzbarkeit und spielt eine wichtige Rolle beim Beschichten, Kleben, Lackieren und auch für die Sicherstellung der Schmierung in Lagern.
Der Reibwert von Materialpaarungen/Beschichtungen wird mit einem Tribometer bestimmt. Da dieser ist eine Systemeigenschaft und kein Materialkennwert ist, kann er nur durch Messungen bestimmt werden.
Die Rasterkraftmikroskopie (AFM) ermöglicht ortsaufgelöste Messungen der Topografie von Oberflächen, der Leitfähigkeit, der Adhäsionskraft und der Elastizität mit Auflösungen im Submikrometerbereich.