Raster­elektronen­mikroskopie mit EDX
REM/EDX

Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) bildet Oberflächen, Bruchflächen und Querschliffe mit hoher Vergrößerung und großer Tiefenschärfe ab.

Die gekoppelte energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) bestimmt an derselben Stelle die Elementzusammensetzung. Am IKS wird das Verfahren an metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen, Überzügen, Beschichtungen und Korrosionsprodukten eingesetzt – als Grundlage für die Schadensfallanalyse, die Prozessüberwachung und die Forschung.

Typische Fragestellungen

Aufbau und Gefüge von Zinküberzügen, galvanischen Überzügen und Beschichtungssystemen am Querschliff

Zusammensetzung von Korrosionsprodukten, Ablagerungen und Belägen

Verunreinigungen und Rückstände auf Oberflächen vor und nach dem Strahlen oder Beschichten

Grenzflächen, Poren und Defekte in Schichtsystemen

Elementzusammensetzung von Pigmenten und Füllstoffen in Alt- und Neubeschichtungen

Befunde im Schadensfall: Bruchflächen, Lochkorrosion, Filiformkorrosion, Korrosion von Messing in Kontakt mit Trinkwasser

Messprinzip

Ein fokussierter Elektronenstrahl rastert die Probenoberfläche im Vakuum zeilenweise ab. Die ausgelösten Sekundär- und Rückstreuelektronen werden detektiert und zu einem Bild zusammengesetzt: Sekundärelektronen zeigen die Topographie, Rückstreuelektronen den Materialkontrast, sodass Phasen unterschiedlicher mittlerer Ordnungszahl im Bild unterscheidbar sind.

Gleichzeitig regt der Elektronenstrahl die Atome der Probe zur Aussendung charakteristischer Röntgenstrahlung an. Der EDX-Detektor ordnet deren Energie den Elementen zu. Die Analyse erfolgt als Punktmessung, als Linienscan über eine Grenzfläche oder als Elementverteilungsbild. Am IKS ist ein Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (Zeiss Sigma VP) im Einsatz; die Feldemissionskathode liefert einen feinen Strahl für hohe Auflösung, der Niedervakuummodus (VP, variable pressure) erlaubt die Untersuchung nichtleitender Proben wie organischer Beschichtungen ohne leitfähige Bedampfung. Querschliffe werden im Materialographie-Labor mechanisch oder per Ionenstrahlpräparation (Leica EM TIC 3X) hergestellt; letztere vermeidet Präparationsartefakte an empfindlichen Grenzflächen.

In der Normenübersicht des IKS ist das Verfahren als Hausverfahren „Analyse von Oberflächen mittels Rasterelektronenmikroskopie und EDX-Spektroskopie (REM/EDX, FESEM-EDX)“ geführt.

Ergebnisse

1  REM-Aufnahmen
Topographie und Materialkontrast mit Vergrößerungsangabe und Messbalken.

2  Elementzusammensetzung
EDX-Spektren mit Angabe der Elementanteile, Linienscans und Elementverteilungsbilder über Grenzflächen und Korrosionszonen.

3  Schichtaufbau am Querschliff
Einzelschichten, Phasen, Grenzflächen und Defekte; Schichtdicken am Bild.

4  Untersuchungsbericht
Aufnahmen, Spektren und Interpretation der Befunde; im Schadensfall als Bestandteil eines Gutachtens.

Anwendung: Schadensfallanalyse, Bewertung von Überzügen und Beschichtungen, Oberflächencharakterisierung vor dem Beschichten, Prozessüberwachung, Forschung.

Weiterführend

Arbeitsfeld Analytik Oberflächencharakterisierung Arbeitsfeld Verzinkung Arbeitsfeld Materialographie

Anfrage zu diesem Verfahren

Beschreiben Sie kurz Werkstoff, Überzug oder Beschichtung und die Fragestellung. Wir prüfen, ob REM/EDX geeignet ist, und nennen Ihnen andernfalls ein alternatives Verfahren, etwa Raman-Mikroskopie, FT-IR oder Funkenspektrometrie.

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