EDX-Analyse mit REM / Mikroanalyse

Ein Rasterelektronenmikroskop (REM) ist ein Elektronenmikroskop, bei dem ein Elektronenstrahl in einem bestimmten Muster über das vergrößert abzubildende Objekt geführt (gerastert) wird und zur Erzeugung eines Bildes Wechselwirkungen der Elektronen mit dem Objekt genutzt werden. Die mit einem Rasterelektronenmikroskop erzeugten Bilder sind plastische Abbildungen der Objektoberfläche und weisen eine äußerst hohe Schärfentiefe auf.

Wir setzen das Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Analyse / Mikroanalyse unter anderem ein bei:

  • Schadensanalysen, Bruchanalysen, Verschleißanalysen
  • Korrosionsschäden
  • Schäden durch Einwirkung von Chemikalien und anderen Medien auf Metalle, Kunststoffe und Elastomere
  • Materialbestimmungen, Analyse von Oberflächen
  • Partikelanalysen
  • Überprüfung der Fertigungsqualität

Schadensanalysen, Bruchanalysen, Verschleißanalysen

Mittels EDX Analyse mit REM können Verschleißspuren in einem Kugellager plastisch dargestellt werden.
Dies ist ein wichtiges Kriterium für die Schadensbeurteilung.

Verschleißspuren-in-einemKugellager

Verschleißspuren an einem Kugellager

Bruch-Glasfaser-750x

Abbildung 2: Im Bereich der Werkzeugtrennung kommt es zum Riss der Nickelschicht (Pfeil)

Zentrierstopfen-Sproedbruch

Klassischer Sprödbruch mit Sprödbruchbahnen in einem PA 6-Teil (Bild links, Stereomikroskop).

Detail-Zentrierstopfen-Sproedbruch

Detailaufnahme (Bild rechts, REM)

Schäden durch Korrosion

Eine Korrosion findet dann statt, wenn ein metallischer Werkstoff mit seiner Umgebung reagiert und durch diese Reaktion eine messbare Veränderung des Werkstoffes bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines metallischen Bauteils oder eines ganzen Systems führen kann.

Korrodierte-Oberflaeche
EDX-korrodierte-Oberflaeche

Die Aufnahme zeigt eine stark angegriffene, korrodierte Oberfläche eines Auspuffrohres. Die Zusammensetzung des Belags wurde mit EDX Analyse (Grafik) bestimmt.

Korrodierte-Chromoberflaeche
korrodierte-Chromoberflaeche-z

Die Aufnahmen zeigen, dass selbst Chromschichten, die normalerweise einen guten Korrosionsschutz darstellen, durch entsprechend starke Säuren angegriffen werden können.

Schäden durch Einwirkung von Chemikalien und anderen Medien auf Metalle, Kunststoffe und Elastomere

Bauteile sind während ihres Einsatzes verschiedenen Chemikalien (Fette, Schmierstoffe, Kühlmittel, Lösungsmittel, Reinigungsmittel) ausgesetzt.
Diese können auf Werkstoffen Spannungsrisse auslösen.

REM_Rissbildung-PU-Schlauch-durch-Medien

Rissbildung in einem PU-Schlauch durch Medien.

Spannungsriss-in-Kunststoff

Spannungsriss in Kunststoff. Polycarbonat reagiert besonders empfindlich auf Lösungsmittel wie Toluol und Propanol.

Materialbestimmungen, Analyse von Oberflächen

Bereits winzige Oberflächenfehler wie Blasen oder Krater können beim Lackieren und Beschichten von Bauteilen den optischen Eindruck beeinträchtigen. Während Lack-Krater zum Beispiel durch Spurenkontaminationen mit Fetten, Ölen oder Trennmitteln verursacht werden, entstehen Stippen, Pickel oder andere punktuelle Erhebungen in der Lackoberfläche häufig durch den Einschluss von Fremdteilchen (Staubpartikel, Haare, Fasern, Metallabrieb).

Glasfasern-an-Oberflaeche

Glasfasern auf der Oberfläche eines Kunststoffteils

Blasenbildung-auf-Lackoberflaeche

Blasenbildung auf einer Lackoberfläche

Partikelanalysen

Kleinste Partikel können  schuld sein am frühzeitigen Versagen eines Bauteils. Das IR-Mikroskop liefert uns bei Partikeln bis zu 15 µm brauchbare Ergebnisse. Trotzdem ist der Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops und der EDX Analyse bei anorganischen Stoffen unabdingbar.

Die EDX Analyse weist kleinste Elemente nach, die in einer Probe enthalten sind. Hierzu werden Elektronenmikroskope herangezogen, da sie eine deutlich höhere Tiefenschärfe als die Lichtmikroskope ermöglichen. So können wir zum Beispiel nachweisen, ob das Partikel eine Verunreinigung (Fremdpartikel) oder ein zu groß geratener Füllstoffpartikel ist.

Glaskugel

EDX Analyse einer Glaskugel in einem anorganischen Additiv aus einem 1 K-Kleber

Eisen-Partikel

Eisenpartikel aus rostfreiem (hochlegiertem) Stahl

Überprüfung der Fertigungsqualität

Einsatzmöglichkeiten der EDX Analyse mit REM finden sich auch in der Überprüfung der Fertigungsqualität, beispielsweise im Bereich der Erstmuster- und Serienprüfungen von Bauteilen oder Baugruppen.

Dendritische-Strukturen

Dentritische Strukturen – entstanden durch Verunreinigungen der Metallschmelze

Gewebe-im-Zahnriemen

Zahnriemen erreichen erst durch die Einbindung von Geweben, bestehend aus Stahl-, Kunststoff- und Glasfasern, die notwendige Festigkeit.