Laborausstattung

Rasterelektronenmikroskop
EVO MA10 Zeiss

www.zeiss.de

Modell Evo MA 10

Rasterelektronenmikroskop für Oberflächenanalysen (REM), Elementanalysen (EDX) und Kristallstrukturanalysen (EBSD)

REM Analyse

Das Rasterelektronenmikroskop (REM) mit EDX- und EBSD-Detektor wird für hochauflösende bildgebende Strukturanalysen von Oberflächen mit großer Vergrößerung und für Werkstoffanalysen eingesetzt.

Mit der Rasterelektronenmikroskopie werden die Strukturen einer Oberfläche präzise erfasst und REM Aufnahmen mit hoher Tiefenschärfe angefertigt. Des Weiteren sind auch Partikelverteilungen und Porenverteilungen möglich, indem die REM Aufnahmen hinsichtlich geometrischer Merkmale statistisch ausgewertet werden. Über die Möglichkeit der stereoskopischen Rekonstruktion der Objektoberfläche lassen sich die mit dem REM erfassten Strukturen dreidimensional auswerten und somit Erhabenheiten und Vertiefungen vermessen bis hin zu Rauheitsmessungen. Mit dem Rasterelektronenmikroskop werden auch Schichtdickenmessungen von Beschichtungen im polierten Querschliff durchgeführt.

Mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) werden Materialanalysen von Partikeln, Einschlüssen, Korrosionsrückständen und Verunreinigungen durchgeführt. Hierfür wird die chemische Elementzusammensetzung bestimmt. Mit der EDX Messung sind Schichtdickenmessungen von sehr dünnen Schichten im Nanometerbereich möglich.

Als Labor an der Hochschule in Karlsruhe bieten wir REM-Analysen mit EDX und EBSD als Dienstleistung an.

Analysen

Hochauflösende Oberflächenanalyse
Materialbestimmung
Analyse Partikel
Analyse Verunreinigungen
Bruchuntersuchungen
Verschleiß- und Schadensanalyse
Analyse Korrosionsrückstände
Schichtdickenmessung dünne Schichten

REM Aufnahme

REM Aufnahme

Schichtdickenmessung Querschliff

Normen

Restschmutzanalyse: ISO 16232 (VDA19)
Schichtdickenmessung Querschliff: ISO 1463

Detektoren

SE-Detektor (Topographiekontrast)
BSE-Detektor (Materialkontrast, Schichtdickenmessung)
EDX-Detektor (Elementanalyse, Schichtdickenmessung)
EBSD-Detektor (Kristallgitterorientierung)

Spezifikation

Beschleunigungsspannung: 0.2 bis 30 kV SE
Auflösung: vert. 2 nm, lat. 3 nm bei 30 kV SE
Vergrößerung: 7 – 100 000-fach
Max. Pixelauflösung: 3024 x 2304 px
Max. Sichtfeld Probe bei analytischem Arbeitsabstand: ca. 6 mm
Restschmutzanalyse: (Partikel: ab 20 nm, max. 500.000)

Rasterelektronenmikroskopie

Bei der Rasterelektronenmikroskopie wird die Oberfläche eines Bauteils durch Elektronen beschossen. 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 bei REM Untersuchungen zeilenförmig über das Objekt geführt und die hierbei stattfindende Wechselwirkung zur Erzeugung eines Bildes des Objekts genutzt. Der Primärelektronenstrahl (PE) wird mit Hilfe einer Elektronenkathode erzeugt und zu einer Anode hin beschleunigt. Elektromagnetische Linsen (Spulen) sorgen dafür, dass der Elektronenstrahl auf die Oberfläche der Probe fein fokussiert auftrifft. Die REM Analysen der Proben finden in einem Vakuum statt. Nichtleitfähige Proben werden zur Ableitung der Elektronen mit einer sehr dünnen Gold- oder Gold-Palladium-Beschichtung versehen. Der Sekundärelektronen-Detektor (SE Detektor) liefert die Topographiebilder und der Rückstreuelektronen-Detektor (BSE Detektor) den sogenannten Materialkontrast. Auch Rauheitsmessungen an der Oberfläche sind durch stereoskopische Rekonstruktion möglich, welche die Objektoberflächenstrukturen dreidimensional wiedergeben.

EDX Analyse

Mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX Analyse) werden die chemischen Elemente des Werkstoffes qualitativ und quantitativ bestimmt. Die Methode gehört zur Röntgenmikroanalyse und beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird. Die Anregung erfolgt beim Rasterelektronenmikroskop durch den Primärelektronenstrahl. Dabei kommt es durch die Elektronen in der Atomhülle zur Aussendung einer Röntgenstrahlung, deren Spektrum für jedes Element charakteristisch ist. Man unterscheidet Punktanalysen (Spot), Linienanalysen und Flächenanalysen (Mapping). Mit einem Elementmapping wird die Verteilung der chemischen Elemente über eine Fläche ermittelt, wodurch Unterschiede in der Elementverteilung erkennbar werden.

Mit der Röntgenmikroanalyse sind auch zerstörungsfeie Schichtdickenmessungen möglich. Dieses Verfahren wird bei sehr dünnen Schichten im Bereich von Nanometern eingesetzt.

Im Rahmen unserer Qualitätssicherung nehmen wir regelmäßig an Laborvergleichen teil. Beim Laborvergleich EDX 2019 konnte unser Labor wieder sehr gute Werte erreichen.

Anwendungen

Materialanalyse
Schichtdickenmessung

Normen

Röntgenmikroanalyse ISO 22309

Beispiel

Elementanalyse

Elementanalysen