Oberflächenanalyse
Als Prüflabor an der Hochschule in Karlsruhe führen wir vielfältige Analysen zur Charakterisierung von Oberflächen als Dienstleistung durch, und setzen diese bei Projekten zur Verschleißanalytik ein.
Analysen im STZ Tribologie:
- Oberflächenrauheit 2D/3D
- Oberflächenmikrostruktur 2D/3D
- Rasterelektronenmikroskopie (REM)
- Chemische Elementanalyse (EDX)
- Kontaktwinkelmessung
- Reibwertmessung
- Restschmutzanalyse
- Leitfähigkeitsmessung
Die Oberflächen- und Rauheitsmessung dient zur Erfassung der Mikrostrukturen von Oberflächen (Rauheit, Welligkeit, Topografie). Aus dieser Messung werden geeignete Oberflächenkenngrößen nach Norm berechnet, um funktionale Merkmale einer Oberfläche zu quantifizieren. Wir können als Spezialist für Oberflächenmessungen alle Arten von Oberflächen und Materialien 2D und 3D vermessen.
Die Lichtmikroskopie dient der bildgebenden Charakterisierung von Oberflächen. Diese ermöglicht auch Konturanalysen von Objekten. Hochauflösende Aufnahmen der Oberfläche mit großer Vergrößerung werden mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) durchgeführt. Dieses ist zusätzlich mit einem Röntgenstrahldektektor für die Bestimmung der chemischen Elementzusammensetzung (EDX Analysen) an der Oberfläche ausgestattet.
Partikelanalysen können mit den Lichtmikroskopen oder mit dem Rasterelektronenmikroskop vorgenommen werden. Damit werden die auf Membranfiltern aufgefangenen Partikel hinsichtlich Größe und Anzahl automatisiert ausgewertet. Das Rasterelektronenmikroskop hat dabei den Vorteil, dass mit dem EDX-Detektor gleichzeitig eine chemische Elementanalyse der Partikel durchgeführt werden kann.
Mit der Kontaktwinkelmessung /Randwinkelmessung wird die Oberflächenspannung eines Festkörpers als Maß für die Benetzbarkeit bestimmt. Diese hat eine wichtige Bedeutung bei geschmierten Tribosystemen oder bei Klebeverbindungen.
Bei der Reibwertmessung wird ein Prüfkörpers geeigneter Geometrie und Werkstoff über die Oberfläche bewegt und der Reibwert bestimmt.
Leistungsübersicht Oberflächenanalyse:
OBERFLÄCHEN- und RAUHEITSMESSUNG
- Profilrauheit 2D
- Profilwelligkeit 2D
- Flächenrauheit 3D
- Flächenwelligkeit 3D
- Texturananalyse
- Partikelanalyse
- Porenanalyse
Die Oberflächen- und Rauheitsmessung führen wir hauptsächlich mit optischen Messgeräten durch. Denn nur über optische Messung der Oberfläche kann ihre Mikrostruktur vollständig dreidimensional erfasst und über Kennwerte charakterisiert werden. Wir verfügen über entsprechendes Erfahrungswissen, um Oberflächen mit geeigneten Kennwerten quantitativ zu beschreiben. Die Vermessung kleinster Oberflächenstrukturen führen wir mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) durch.
FORM- UND KONTURMESSUNG
- Geradheit
- Ebenheit
- Parallelität
- Form und Kontur
- Stufenhöhe
- Textur
- Form- und Lageabweichungen
Mit der Form– und Konturmessung werden Abstände, Radien und Winkel an Bauteilen bestimmt, sowie Form- und Lageabweichungen. Hierzu stehen optische und taktile Messeinrichtungen im Steinbeis-Transferzentrum zur Verfügung.
LICHTMIKROSKOPIE
Wir verfügen in unserem Prüflabor über unterschiedliche Lichtmikroskope. Das sind zum einen ein Stereomikroskop für die Untersuchung von Oberflächen mit rauen Strukturen und zum anderen ein Auflichtmikroskop für die Analyse von Schliffen. Um geometrische Maße an Objekten dreidimensional optisch zu bestimmen, werden Bildaufnahmen mit dem Digitalmikroskop angefertigt. Dieses kann die Oberfläche mit großer Vergrößerung erfassen und durch Bildzusammensetzung in den drei Raumachsen ein Objekt dreidimensional erfassen.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
- Bildaufnahmen
- Oberflächenanalyse
- Schadensanalyse
- Partikelanalyse
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden hochauflösende Bildaufnahmen der Oberflächen mit großer Vergrößerung angefertigt. Durch das REM wird die Probenoberfläche durch einen Elektronenstrahl zeilenförmig abgetastet und vergrößert abgebildet.
CHEMISCHE ELEMENTANALYSE (EDX)
- Elementanalyse
- Materialidentifikation
- Elementmapping
Die chemische Elementanalyse an der Bauteiloberfläche erfolgt mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX-Analyse) am Rasterelektronenmikroskop (REM). Diese Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird.
KONTAKTWINKELMESSUNG
Die Kontaktwinkelmessung / Randwinkelmessung dient zur Bestimmung der Benetzbarkeit einer Oberfläche. Für eine gute Verbindung zwischen Beschichtung und Substrat muss die Oberflächenspannung des Festkörpers größer als die der Flüssigkeit sein. Die Benetzbarkeit spielt eine wichtige Rolle bei geschmierten Tribosystemen damit der Schmierstoff nicht den Lagerspalt verlässt.
REIBWERTMESSUNG
Bei der Reibwertmessung mit einem Mikro-Ritztester wird ein Prüfkörper unter einer bestimmten Belastung über die Oberfläche geführt und dabei das Verhältnis von Tangential- zu Normalkraft bestimmt. Da der Reibwert eine Systemeigenschaft ist, kann dieser nur über eine Messung ermittelt werden.
OPTISCHER SICHTBEFUND
- Kratzer
- Dellen
- Abdrücke
- Rattermarken
Oberflächendefekte werden mit dem Oberflächeninspektionsgerät zuverlässig detektiert und bewertet. Dieses Verfahren ersetzt den klassischen Sichtbefund als Endkontrolle einer Fertigung und liefert automatisiert reproduzierbare Bewertungen. Wir bieten als Dienstleistung Machbarkeitsstudien für Ihre Bauteile an!