Werkstoffprüfungen und Materialuntersuchungen mittels REM und EDX

Akkreditiertes Prüflabor für Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Verbindung mit EDX-Analysen

REM-Aufnahme von Zinkoxid-Strukturen
© Fraunhofer IFAM
REM-Aufnahme von Zinkoxid-Strukturen
Austenitische Mikrostruktur
© Fraunhofer IFAM
Austenitische Mikrostruktur

Die exakte Charakterisierung und Analyse der Topographie, Morphologie und die punktgenaue Analyse der chemischen Elemente von Materialien und Bauteilen bilden die Voraussetzung für die Optimierung und Qualitätssicherung von Produkten und Prozessen. Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowie die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) sind besonders gut geeignet, um z.B. Bruchflächen oder elementare Zusammensetzungen im Mikrometerbereich zu beurteilen. Egal ob Maschinenbau, Lebensmittelindustrie oder Medizintechnik – als ein nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Prüflabor bieten wir unabhängige Material- und Werkstoffprüfungen an und unterstützen Sie so bei der Optimierung Ihrer Produkte.

 

Unsere Elektronenmikroskope ermöglichen Untersuchungen von Oberflächen, Mikrostrukturen und Analysen von chemischen Elementen

Bei der Rasterelektronenmikroskopie (REM) wird die zu analysierende Oberfläche mit einem fein fokussierten Elektronenstrahl abgetastet. Die Elektronen treten an der Oberfläche mit den Atomen der Probe in Wechselwirkung. Die abgestrahlte Energie wird von Detektoren erfasst und in Bildwerte umgerechnet. So ist es uns möglich, hochauflösende Abbildungen der Mikrostrukturen einer Oberfläche mit hoher Tiefenschärfe zu erhalten. Es wird eine Auflösung von ca. 3nm erreicht, sodass Strukturen im Nanometerbereich dargestellt werden können.

Für tiefergehende Untersuchungen steht an unserem Institut ein REM mit Focused Ion Beam (FIB) zur Verfügung. Dieses erlaubt Einblicke unter die Oberfläche im Mikrometerbereich. In einer Zweistrahlanordnung wird mit Hilfe eines Ionenstrahls Material abgetragen, sodass ein Blick auf die Schnittfläche in das Volumen möglich ist.

Alle unsere Elektronenmikroskope sind mit einem Rückstreuelektronendetektor und einem EDX- Detektor ausgestattet. Mit Hilfe des Rückstreudetektors (BSD) erhält man eine Darstellung des Materialkontrastes, da schwere Elemente eine höhere Intensität der Rückstreuelektronen bewirken als leichte Elemente. Dementsprechend erscheinen die Bereiche der schwereren Elemente in den Bildern heller als die Bereiche leichterer Elemente. Mit diesen Bildern lassen sich somit Rückschlüsse auf die laterale Verteilung von verschiedenen Materialien bzw. Elementen der untersuchten Probe ziehen.

Mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM kann sehr präzise die elementare Zusammensetzung von Materialien im Mikrometerbereich ermittelt werden. Das Prinzip beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird. Es können alle Elemente des Periodensystems ab Kohlenstoff bestimmt werden. Die EDX-Systeme erlauben Punktmessungen, Flächenmessungen und die Messung von Elementkonzentrationen auf einer definierten Fläche oder entlang einer Linie (Mappings und Linescans).

Unsere verschiedenen Elektronenmikroskope ergänzen sich optimal hinsichtlich ihrer Spezifikationen, sodass wir Sie bei unterschiedlichsten Fragestellungen unterstützen können:

  • Bruchflächenuntersuchungen
  • Oberflächentopografieuntersuchungen
  • Schichtdickenmessungen
  • Pulveruntersuchungen (auch Nano-Pulver)
  • Röntgenmikroanalyse (EDX): Mappings (Flächenanalysen), Linescans (Linienanalysen), Spots (Punktanalysen)
  • Ionenstrahlätzungen (FIB)
  • FIB/REM-Untersuchungen auch unter Cryo-Bedingungen

 

Werkstoffanalysen für Forschung, Entwicklung und Industrie

Die Einsatzmöglichkeiten der Rasterelektronenmikroskopie in Verbindung mit der energiedispersiven Röntgenmikroanalyse sind groß. Es lassen sich praktisch alle Festkörper wie z.B. Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Glas analysieren. Zudem können auch Proben, die in Form von Partikeln, Pulver oder Anhaftungen vorliegen, untersucht werden.

Hier finden Sie ein paar konkrete Beispiele für den Einsatz unserer Werkstoffprüfungen mittels REM und EDX:

Branche Anwendungsbeispiele
Forschung und Entwicklung
  • Abbildung feinster Strukturen
Maschinenbau
  • Bruchflächenanalyse
  • Überprüfung der Mikrostruktur
  • Ermittlung der Materialzusammensetzung
Luft- und Raumfahrt
  • Charakterisierung von Oberflächenschichten

Lebensmittelindustrie

  • Analyse von Fremdkörpern in Lebensmittelverpackungen oder in Anlagen zur Lebensmittelherstellung
Pharmaindustrie
  • Charakterisierung des Aufbaus von Wirkstoffen
  • Ermittlung der Zusammensetzung in einzelnen Bereichen der Wirkstoffe
Medizintechnik
  • Bruchflächenanalyse von Implantatwerkstoffen 
Automotive
  • Partikelanalysen in Getrieben
  • Bruchflächenanalyse an Bauteilen 
Schiffbau
  • Untersuchung von Oberflächen und Beschichtungen
Elektronik
  • Analyse von elektrischen Kontakten

Auf der Grundlage unserer Analyseergebnisse können Sie ihre Produkte zielgerichtet weiterentwickeln und künftig Fehler in der Produktion vermeiden. Mit unserer langjährigen Erfahrung mit unterschiedlichsten Werkstoffen stehen wir Ihnen dabei gern beratend zur Seite.

 

Für geprüfte Qualität: Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025

Unser Prüflabor ist seit 1996 nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert und wird regelmäßig durch die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) überprüft. So können Sie sicher sein, dass unsere fachliche Kompetenz und unsere technische Ausstattung den höchsten Qualitätsstandards entsprechen. Unsere Prüfmethoden und -berichte sind verlässlich und konform mit den gültigen Normen und Gesetzen und auch international anerkannt und vergleichbar. Selbstverständlich ist mit der Akkreditierung auch die Unparteilichkeit gegenüber Dritten garantiert. Die Akkreditierung gilt für die in der Urkunde aufgeführten Prüfverfahren.