Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Energiedispersive Röntgenanalyse (EDX)

Die Rasterelektronenmikroskopie ist eine Methode zur hochauflösenden Oberflächenanalyse. Ein fokussierter Elektronenstrahl wird zeilenweise über die Probenoberfläche gerastert. Dabei kommt es zur Wechselwirkung mit der Probe. Die von der Probenoberfläche emittierten Elektronen und Röntgenstrahlen werden mit unterschiedlichen Detektoren gemessen und daraus Bilder bzw. Analysespektren erzeugt. Die Rasterelektronenmikroskopie zeichnet sich durch eine große Tiefenschärfe und hohe Auflösung aus.

Funktionsprinzip

Das Rasterelektronenmikroskop besteht aus einer Vakuumprobenkammer und einer Elektronensäule. In der Elektronensäule wird ein Filament geheizt und zur Elektronenemission angeregt. Die Elektronen werden beschleunigt und gebündelt und der daraus entstehende Primärelektronenstrahl auf eine elektrisch leitfähige Probe fokussiert. Der Elektronenstrahl wird zeilenförmig über die Probenoberfläche geführt. Dabei kommt es zu Wechselwirkungen mit der Probe und zur Emission von Elektronen und Röntgenstrahlung. Je nach Signalart können so unterschiedliche Informationen der Probenoberfläche und deren Zusammensetzung analysiert werden.

Sekundärelektronen (SE)

Informationstiefe: ca. 50 nm
Energie: einige eV
Intensität abhängig vom Einstrahlwinkel des Primärstrahls
→ liefern Topografiekontrast

Rückstreuelektronen (engl. Backscattered Electrons (BSE))

Informationstiefe einige 100 nm
Energie: einige keV
Intensität abhängig von mittlerer Ordnungszahl (OZ)
leichte Elemente streuen weniger Elektronen = Bereiche erscheinen dunkler, schwere Elemente streuen mehr Elektronen = Bereiche erscheinen heller
→ liefern Materialkontrast

Charakteristische Röntgenstrahlung (engl. "Energy Dispersive X-Ray Analysis" (EDX)

Energiedispersive Analyse der charakteristischen Röntgenstrahlung (Linienspektrum)
Spezifische Elementkonzentration (Quantifizierung ab OZ 11)
Nachweisgrenze ~ 0,3 Gew.-%
Aufnahme von Elementverteilungsbildern (Mapping)

Unsere Leistungen

Durchführung von Wareneingangskontrollen und produktionsbegleitenden Qualitätsanalysen
Präparation und Analyse von metallografischen Schliffen bzw. Zielschliffen sowie FIB-Schnitten
Abbilden und Bewerten von Bruchflächen und Korrosionserscheinungen
Charakterisierung von Oberflächenmorphologie und Gefüge
Identifikation von Verunreinigungen und Fremdpartikeln
Materialcharakterisierung durch qualitative und quantitative Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
Untersuchung von Beschichtungen, dünnen Oberflächenschichten bzw. Schichtsystemen
Durchführung von Asbestanalysen

Anwendungen

Materialidentifikation (Bulkanalyse, Fremdpartikel, Rückstände, Einschlüsse, etc.)
Bestimmung der Oberflächenmorphologie und Untersuchung von Oberflächenverunreinigungen
Aufklärung von Fehlern und Schadensfällen (Korrosion, Bruchanalyse, Verschleiß, Produktionsfehler, etc.)
Charakterisierung von Beschichtungen und Schichtsystemen (Schichtaufbau, Schichtdicken) sowie Untersuchung von Schichtdefekten
Gefügecharakterisierung und chemische Zusammensetzung (Materialkontrolle, Wärmebehandlungszustände, intermetallische Phasen, Einschlüsse, etc.)
Qualitätskontrolle und Fehleranalyse von Medizinprodukten (Implantate, Linsen, Spritzen, medizinische Schläuche, etc.)
Charakterisierung von Füllstoffen in Polymeren
Analyse vorwiegend anorganischer Partikel (Metalle, Gläser, keramische und mineralische Werkstoffe, etc.) im Bereich Getränke- und Lebensmittelindustrie
Untersuchung von mikroelektronischen Bauelementen, Leiterplatten und Lötverbindungen (Aufbau- und Verbindungstechnik)
Reverse Engineering und Analytik von Bauteilfälschungen in der Elektronik (Fake Chips)
Qualitativer sowie quantitativer Nachweis von Asbest bzw. WHO-Fasern in Material- und Luftproben

Bruchflächenanalyse zur Schadensursache

1. Duktiler Bruch eines Stahls mit MnS2-Einschlüssen

2. Kunststoffbruchfläche mit Schwingstreifen

3. Interkristalliner Gewaltbruch eines Gewindebolzens

Analyse der Materialzusammensetzung

1. Stark oxidierter Fe-Ni-Cr-Stahldraht

2. AlCu-Legierung mit zeilenförmigen Pb- und Cu-Ausscheidungen

3. Cellulose-Filter

Charakterisierung von Schichtsystemen

1. Grillrost mit Emaille und organischen Anhaftungen nach drei Grillvorgängen

2. Kaltendvergütung auf Glas

3. Fehlstelle auf einem vergoldeten Ohrstecker