Liegen Ihre Fehler im Detail?
2908 Eisenoxidkugel-klEin voll ausgestattetes, modernes Elektronenmikroskop ist für die Schadensfallanalyse unverzichtbar.
 
 
 
Motivation
  • Ursachenforschung im Rahmen der Fehler- und Schadensanalytik
  • Kontrolle von Fertigungsprozessen im Rahmen der Qualitätssicherung
  • Entwicklung und Optimierung von Produktionsprozessen und Produkten
Das Verfahren liefert Informationen zur chemischen Zusammensetzung, Topographie und der Mikrostruktur.
REM-Motivation 500px
 
 
Übersicht zu ausgewählten Fallbeispielen
Das Rasterelektronenmikroskop (kurz REM) beschießt ein im Vakuum befindlichen Prüfkörper mit einem Primärelektronenstrahl. Die vom Prüfkörper ausgesandte (sekundäre) Strahlung wird zur Informationsausbeute herangezogen. Vorteil des REM ist das hohe Auflösungsvermögen bis zu 200.000-facher Vergrößerung (bei FE-REM noch höher) sowie seine hohe Tiefenschärfe im Vergleich zu einem herkömmlichen Auflichtmikroskop. Dies ermöglicht die Untersuchung von Oberflächenstrukturen wie Korrosion, Verschleiß und Bruchflächen.
 
Abbildungsarten: Sekundärelektronenkontrast und Rückstreukontrast
Wechselwirkung Elektronenstrahl-Probe-klDie bei der Untersuchung verwendeten Abbildungsarten sind der Sekundärelektronenkontrast (SE) sowie der Rückstreukontrast (BSE). Die vom Prüfkörper durch Anregung mittels Primärelektronenstrahl ausgesandten niederenergetischen Sekundärelektronen stammen aus den obersten Nanometern und bilden die Topographie der Oberfläche ab. Beim BSE-Kontrast – auch Materialkontrast genannt – werden die vom Prüfkörper rückgestreuten, hochenergetischen Elektronen herangezogen. Die Signalintensität ist von der Ordnungszahl des Elements abhängig. Schwere Elemente (hohe Ordnungszahl) führen zu einer stärkeren Rückstreuung, so dass die entsprechende Bereiche heller erscheinen. Bereiche mit leichteren Elementen (kleine Ordnungszahl) erscheinen hingegen dunkler. Das BSE-Bild ermöglicht daher Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Oberfläche des Prüfkörpers bzw. deren Verteilung oder Ausscheidung verschiedener Elemente auf der Oberfläche eines Prüfkörpers.
 
REM-Strahlengang-klDie Skizze illustriert den schematischen Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops. Die Kathode wird durch Anlegen einer Heizspannung zur Emission von thermischen Elektronen angeregt. Diese werden durch eine angelegte Spannung von 1 bis 50 kV in Richtung der Anode beschleunigt, welche ein zentrisches Loch aufweist. Der dazwischen liegende Wehnelt-Zylinder dient zur Bündelung der Elektronen. Dieser wird mit Hilfe von Blenden und elektromagnetischen Linsen in seinem Durchmesser auf wenige Nanometer verringert und auf der Probenoberfläche fokussiert. Aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den einfallenden Elektronen und der Probe werden Signale verschiedener Intensität emittiert. Durch Ablenken wird der Elektronenstrahl zeilenförmig über die Probe bewegt (abrastern). Synchron werden Bildpunkte mit variierender Helligkeit auf einem Computer modelliert. Resultat ist ein vergrößertes Bild des Oberflächensignals auf dem Bildschirm. [BLEC94]
 
Chemische Analyse mittels EDX-Detektor
Atommodell-EDX-Analyse Cepheiden-klZur Charakterisierung der lokalen chemischen Zusammensetzung in den oberflächennahen Bereichen eines Werkstücks wird die charakteristische Röntgenstrahlung genutzt. Diese entsteht, wenn durch den Primärelektronenstrahl im Werkstück ein Elektron einer kernnäheren Schale herausgeschlagen wird. Diese Lücke wird sofort durch ein energiereicheres Elektron eines höheren Orbitals aufgefüllt. Die Energiedifferenz wird in Form eines Röntgenquants frei. Diese Röntgenstrahlung ist charakteristisch für jedes einzelne Element. Mittels EDX-Detektor (energiedispersive Röntgenanalytik) können diese Energien gemessen werden, deren Intensität charakteristisch für die im Werkstück enthaltenen Elemente und deren Gehalte ist. Nachfolgende Messmethoden stehen hierbei zur Verfügung. [BLEC94]
REM Analysearten 500px
 
Fallbeispiele finden Sie ab sofort unter der Kategorie Gefügedatenbank.
 
 Fallbeispielseite
 
 
Weiterführende Literatur
[BLEC94]: Bleck, W.: Eigenschaften und Anwendungen von Stählen, Band 2: Stahlkunde, 1993, 1. Auflage

www.mikroanalytik.de
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