Schicht- und Materialeigenschaften
Das Prüfzentrum Schicht- und Materialeigenschaften als Außenstelle der MFPA Weimar am Institut für Werkstofftechnik der TU Ilmenau führt umfassende Untersuchungen zur Materialanalytik und zu Schadensfällen durch. Schwerpunkte bilden dabei funktionelle Beschichtungen und Schichtsysteme. Vorrangig werden festkörperphysikalische und -chemische Untersuchungsmethoden sowie Verfahren der Werkstoffprüfung und Materialographie eingesetzt.
Leistungen
Material- und Schichtanalytik
- Bestimmung der chemischen Zusammensetzung mit Hilfe nachfolgender Technologien und in Zusammenarbeit mit dem Chemielabor der MFPA Weimar (ICP-OES, AAS, FT-IR, GC-MS usw.)
- Glimmentladungsspektroskopie (GD-OES)
- Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)
- Elektronenstrahlmikroanalyse (EDX)
- Mikroröntgenfluorenzenzanalyse (μ-RFA, μ-XRF),
Gerät: Ametek Orbis µ-XRF System (Details s. Aufklapptext)
- Aufnahme von Tiefenprofilen mit Hilfe der Glimmentladungsspektroskopie (DC- und RF-Modus) und Augerelektronenspektroskopie (AES)
- Qualitative und quantitative Phasenanalyse, Gitterkonstantenbestimmung, Texturanalyse und Bestimmung von Eigenspannungen mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie (XRD) und der Beugung rückgestreuter Elektronen (EBSD)
Mikroröntgenfluorenzenzanalyse
Seit Mai 2014 wird am Prüfzentrum Schicht- und Materialeigenschaften ein energiedispersives Mikro-Röntgenfluoreszenzspektrometer ORBIS PC der Firma AMETEK (EDAX) betrieben. Das Gerät gestattet die zerstörungsfreie, qualitative und quantitative Elementanalyse von verschiedenen Arten von Proben (Pulverproben, massive Proben, Flüssigkeiten) für Elemente mit einer Ordnungszahl größer/gleich 11.
Durch Einsatz einer Polykapillaroptik kann der anregende Röntgenstrahl auf bis zu 30 µm herunter kollimiert werden. Mit dem eingebauten Silicion-Drift-Detektor (SDD) lassen sich die damit verbundenen hohen Zählraten problemlos verarbeiten. In Verbindung mit dem x-y-Tisch können in kurzer Zeit hochauflösende Linienprofile oder Elementverteilungen aufgenommen werden. Daneben sind Einzelmessungen an sehr kleinen Strukturen möglich. Die Quantifizierung der Spektren erfolgt für Volumenproben standardfrei oder standardbasiert.
Der Analytikbereich reicht von einigen ppm bis 100 %. Das Anwendungsspektrum ist sehr vielfältig. Typische Anwendungsfelder
sind die Werkstoff- und Materialanalyse, Edelsteinanalysen, RoHS-Analysen, Prüfung der Echtheit von Antiquitäten, Kriminaltechnik usw.
Energiedispersives Mikro-Röntgenfluoreszenzspektrometer
Technische Daten
Ametek Orbis µ-XRF System
- Hochspannung: 10 kV – 50 kV, max. Leistung 30 W
- Röntgenoptik: Polykapillar mit Spotgröße < 30 µm
- Kollimatoren mit Durchmesser bis 2 mm
- x-y-Präzisionstisch: ± 2 µm
- Schrittweite Tisch: 5 µm
- Verfahrweg: 100 x 100 x 100 mm
- Detektion ab Ordnungszahl 11 (Na)
- Punkt-, Linien- und Flächenanalyse, Standardfreie Analytik, Analytik mit Standard, Schichtdickenmessung, Automatische Peakidentifizierung
Schicht- und Oberflächenmesstechnik
- Bestimmung der Härte (Vickershärte und Martenshärte), wobei mit einer kleinsten Prüfkraft von 0,4 mN auch Messungen an extrem dünnen Schichten möglich sind.
- Verfügbarkeit einer Vielzahl von Verfahren zur Messung der Schichtdicke
- Berührungslose Messung der Oberflächenmorphologie
- Messung elektrischer und magnetischer Schichteigenschaften, Haftfestigkeit usw.
Materialographie
- Charakterisierung des Werkstoffgefüges mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie (REM)
- Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
- Rastersondenmikroskopie (AFM, RTM)
Fachgremien
- DIN-Arbeitsausschuss im Normenausschuss Materialprüfung: NA 062-01-61 AA „Mess- und Prüfverfahren für metallische und andere anorganische Schichten“, Spiegelausschuss zu ISO/TC107/JWG4, Dr. Gerd Teichert
- Fachausschuss „Zerstörungsfreie Materialcharakterisierung“ in der DGZfP, Dr. Gerd Teichert
- Fachausschuss „Eigenspannungen“ in der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e.V. (AWT), Dr. Gerd Teichert
