Rasterelektronenmikroskopie
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM Analyse) werden Mikrostrukturen von Bauteilen mit sehr hoher Auflösung ganz präzise analysiert. Wir bieten als Steinbeis-Transferzentrum REM Untersuchungen als Dienstleistung an. Damit werden Bildaufnahmen, sogenannte REM Aufnahmen, von der Objektoberfläche mit sehr großer Vergrößerung angefertigt. Des Weiteren können im REM mit der Röntgenmikroanalyse (EDX) präzise Materialanalysen durch Bestimmung der Materialzusammensetzung vorgenommen werden.
Als Labor an einer Hochschule verknüpfen wir die theoretischen Grundlagen der Verfahren mit der praktischen Anwendung und tun dies mit der Handlungskompetenz eines Industrieunternehmens.
Anwendungsbeispiele
- Mikrostrukturanalyse
- Schadensanalyse
- Materialanalyse
- Untersuchung von Verunreinigungen
- Untersuchung von Korrosion und Oxidation
- Untersuchung von Schadensfällen und Verschleiß
- Untersuchung von elektrischen Kontakten
- Analyse von Partikeln, Spänen, Ablagerungen
- Fehleranalyse bei Haftfestigkeitsproblemen Beschichtungen
- Chemische Untersuchung bei Beschichtungsproblemen
- Schichtdickenmessung von dünnen Beschichtungen
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Rasterelektronenmikroskopie.
Mikrostrukturanalyse
Bei der Rasterelektronenmikroskopie (REM Analyse) wird die Mikrostruktur einer Oberflächen mit Hilfe eines Elektronenstrahls sehr fein untersucht. Dazu wird ein Primärelektronenstrahl mit Hilfe einer Elektronenkathode zur Beschleunigung zur Anode hin erzeugt. Anschließend wird dieser Elektronenstrahl durch elektromagnetische Linsen auf die Oberfläche des zu untersuchenden Objektes fokussiert. Der fein gebündelte Elektronenstrahl wird zeilenförmig über das darzustellende Objekt geführt und die hierbei stattfindende Wechselwirkung der Elektronen mit der Oberfläche analysiert. Der auf die Probe treffende Primärelektronenstrahl löst in der Oberfläche eine Vielzahl von Reaktionen aus.
Der SE Detektor registriert die Sekundärelektronen und somit die Information über die Oberflächentopografie. Der BSE Detektor registriert die Rückstreuelektronen und somit die Informationen über die schwere der chemischen Elemente, also den Materialkontrast. Somit können hochauflösende Analysen von Oberflächen und Materialien durchgeführt werden.
Die Rasterelektronenmikroskopie gehört zur erweiterten Oberflächenanalytik und stellt ein wichtiges Element innerhalb der Schadensanalyse dar. Durch die stereoskopische Rekonstruktion können dreidimensionale Aufnahmen der Objektoberfläche angefertigt werden wodurch Erhabenheiten und Vertiefungen vermessen werden können bis hin zu Rauheitsmessungen.
REM Aufnahme
Schadensanalyse
Gegenstand der Schadensanalyse ist es die Primärschadensursache, die sogenannte Root Cause (“Wurzel allen Übels”), herauszufinden. Denn nur über deren Kenntnis der Ausfallursache können Abhilfemaßnahmen zur Vermeidung von Schadens- und Verschleißfällen definiert werden. Hierzu kommen neben der Lichtmikroskopie, die Rasterelektronenmikroskopie (REM) und die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) für die Bestimmung von Elementzusammensetzungen zum Einsatz. Im Rahmen einer Schadensanalyse werden Bruchoberflächen, Fehlstellen, Ablagerungen, Korrosionsprodukte und Verschleißerscheinungsformen analysiert.
Schichtdickenmessung
Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) und dem Röntgenstrahldetektor (EDX) werden präzise Schichtdickenmessungen, entweder am Querschliff oder von der Oberfläche aus durchgeführt:
- Am präparierten Querschliff werden Materialkontrastaufnahmen mit dem BSE Detektor angefertigt in denen die unterschiedlichen Elemente in verschiedener Helligkeiten dargestellt werden. Dann können die jeweiligen Dicken der Beschichtungen ausgemessen werden.
- Am präparierten Querschliff werden Elementanalysen mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) als Linienanalysen über den Bereich der Beschichtung durchgeführt. Anhand der Breite der Elementverteilung werden dann die Schichtdicken bestimmt.
- Elementanalysen mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) von der Oberfläche aus indem die Beschichtung über die Tiefe mit verschiedenen Beschleunigungsspannungen “abgerastert” wird. Dies wird für Beschichtungen mit Schichtdicken im Nanometerbereich eingesetzt.
MATERIALANALYSE
Die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) am Rasterelektronenmikroskop dient dazu die chemische Elementzusammensetzung für Materialanalysen zu bestimmen. Dazu werden die Konzentrationen der chemischen Elemente an diskreten Stellen oder über eine Fläche ermittelt. Die EDX Analyse gehört zur Röntgenmikroanalyse und beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird. Diese entsteht, wenn der Primärelektronenstrahl in der Probenoberfläche ein Elektron einer kernnäheren Schale herausschlägt. Die Energiedifferenz wird in Form eines Röntgenquants frei. Mit dem EDX Detektor am REM können diese Energien bestimmt werden, wobei deren Intensität charakteristisch für die in der Probe vorkommenden Elemente ist.
Stereoskopische 3D-Rekonstruktion REM-Aufnahme