Materialanalyse und Mikroskopie
Das Gefüge weiß alles – es speichert die Herstellungshistorie ab und bestimmt die Eigenschaften des Materials. Um Materialien anhand ihres Gefüges zu charakterisieren, stehen uns ein Labor zur zielgerichteten metallographischen Präparation sowie Licht-, Laser-Scanning- und Rasterelektronenmikroskope zur Verfügung.
Materialographie
In unserem voll ausgestatteten Materialographielabor garantieren wir eine bestmögliche Präparation und Analyse – von der Probennahme über die Präparation bis hin zur Kontrastierung bzw. dem elektrochemischen Ätzen des Gefüges. Dafür stehen mehrere Trenn- und Schleifmaschinen, ein eigenes Ätzlabor und Spezialgeräte zum Vibrations- oder Elektropolieren zur Verfügung.
Die Visualisierung des Gefüges erfolgt mit unseren Licht- und Laser-Scanning-Mikroskopen. Letzteres ermöglicht uns über die Bildgebung hinaus eine hochpräzise Bestimmung von 3D-Oberflächenkennwerten wie Rauheit oder Textur mit einer Höhenauflösung von bis zu 10 nm.
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Unser Angebot in der Materialographie:
- Vollumfängliche Gefügeauswertung
- Rauheitsmessung
- Härtemessung
- Quantitative Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
- Bestimmung der Phasen und Phasenanteile im Gefüge
- Messung von Partikelgrößen und Partikelanteilen
- Bestimmung von Korngrößen und Korngrößenverteilungen
- Schichtdickenmessung am Querschnitt
- Messung von Dendritenarmabständen
- Kugelgraphitanalyse
- Lamellengraphitanalyse
ThEtching BaseOne
In Zusammenarbeit mit der Firma Cloeren Technology haben wir den ThEtching Base One zur Gefügekontrastierung entwickelt. Die Visualisierung des Ätzprozesses in Echtzeit über einen Bildschirm ermöglicht eine gezielte Steuerung der Kontrastierung und deren Bewertung, ganz ohne die bedienende Person den Ätzchemikalien ausgesetzt werden muss.
Beispielhafte Visualisierungen können Sie den folgenden Videos entnehmen:
Lichtmikroskopie
Die Lichtmikroskopie bildet die Grundlage jeder materialographischen Charakterisierung. Sie ermöglicht einen schnellen Überblick über den Gefügezustand von Werkstoffen und liefert die Basis für weiterführende Analysen. Mit unserem hochmodernen Laserscanning-Mikroskop erfassen wir nicht nur detailreiche Bilder, sondern auch Höheninformationen – und damit präzise 3D-Daten. So lassen sich beispielsweise Rauheiten und topographische Strukturen zuverlässig messen und bewerten.
Hochauflösende Mikroskopie: FIB-REM, EDX, EBSD
Unser Rasterelektronenmikroskop (REM) ermöglicht eine hohe Auflösung bis in den Sub-nm-Bereich zur Untersuchung von:
- Ausscheidungen und Einschlüssen
- Schichtsystemen
- Korngrößen
- Poren und anderen Sub-µm-Strukturen
Der fokussierte Ionenstrahl (FIB) in unserem REM erweitert unser Repertoire um folgende Möglichkeiten:
- Erzeugung oberflächennaher Querschnitte (Beispielvideo ansehen)
- Charakterisierung von Dünnschichten und Schichtsystemen
- Herstellung von STEM- und APT-Proben
- 3D-Darstellung und Rekonstruktion von Gefügen
Zusätzlich eingebaute Systeme ermöglichen uns, eine ganzheitliche Bewertung durchzuführen:
- Chemische Analyse mit EDX: Partikel, Schichten oder Elementverteilungen
- EBSD: Analyse von Kristallorientierungen, Korngrößen-Verteilungen, Versetzungsdichten, Texturen, Verformungen und Vorzugsrichtungen
- Rekonstruktion ehemaliger Austenitkörner aus EBSD-Daten
- Untersuchung und chemische Analyse mit STEM und STEM-EDX: Ausscheidungen, Phasen und Schichten bis in den Sub-nm-Bereich
- Micromachining-Sonderlösungen: Lokal aufgelöste Reparaturen, Fertigung präziser Maskengeometrien und spezieller mechanischer Bauteile, gezielte Abscheidung leitender und nichtleitender Verbindungen (Beispielvideo ansehen)
Wasserstoffversprödung
STEM-Analyse
Schichtdickenanalyse
APT-Analyse
Chemische Analyse mittels Funkenspektrometrie
Für Qualitätskontrolle, Prozessüberwachung oder Verwechslungsprüfungen bestimmen wir die chemische Zusammensetzung von Materialien schnell und präzise – bis in den unteren ppm-Bereich. Mit unserer voll ausgestatteten Funkenspektrometrie analysieren wir ein breites Spektrum an Legierungen, darunter Eisen (einschließlich niedrig- und hochlegierte Stähle sowie Gusseisen), Aluminium, Kupfer, Nickel, Titan, Cobalt, Zinn, Zink, Blei und Magnesium.
Röntgenbeugungsanalyse – Phasen- und Gefügecharakterisierung
PANalytical Xpert Pro MPD
PANalytical Empyrean
Aufgrund ihrer Vielfalt und Präzision zählen die integralen Verfahren der Röntgenbeugungsanalyse zu den wichtigsten Methoden der phasenspezifischen Materialcharakterisierung. Unsere XRD-Systeme (PANalytical Xpert Pro MPD und Empyrean) ermöglichen:
- Qualitative und quantitative Phasenbestimmung
- Analyse kristalliner Strukturen (Gitterkonstante, Netzebenenabstand)
- Untersuchung amorpher Phasen
- Analyse von Gitterbaufehlern, Versetzungsdichte und Stöchiometrie
- Eigenspannungsanalyse: Qualitative und quantitative Bestimmung von herstellungs- und einsatzbedingten oberflächennahen Eigenspannungen
- Texturanalyse: Detektion bevorzugter Orientierungen von Kristalliten an Oberflächen und Beschichtungen
Durch spezielle Optiken bieten wir zusätzlich:
- Korngrößenanalyse nanokristalliner Materialien
- Dünnschichtcharakterisierung (Dicke, Qualität, Verformungszustand)
- Einkristall-Vermessung und Perfektionsanalyse
- Untergrundarme Phasenanalysen auf dem neusten Stand der Labortechnik
Unsere eingebaute Hochtemperaturkammer ermöglicht Phasenanalysen bis 1200°C in Vakuum oder Schutzgasatmosphäre mit lokaler Auflösung von bis zu 50 µm.
Phasenanalyse kristallin – amorph
Texturanalyse mit Polfiguren
Tomographie und 3D-Analyse
Durch schichtweises Abtragen mit der FIB-REM-Technik rekonstruieren wir präzise 3D-Gefüge, um Form, Größe, Verteilung und Konnektivität verschiedener Phasen zu visualisieren.
Kontakt bei Fragen
Dr.-Ing. Dominik Britz
Direktor
Dr.-Ing. Tobias Fox
Operativer Geschäftsführer
Weitere Schwerpunkte
KI und Maschinelles Lernen
Unsere Leistungen reichen von Machbarkeitsstudien mit unseren zahlreichen KI-Ansätzen bis hin zur explorativen Datenanalyse mit unüberwachtem ML.
Korrelative Mikroskopie
Eine korrelative Charakterisierung von Mikrostrukturen dient als Benchmark für eine automatisierte Gefügeerkennung und als Ausgangspunkt für Machine-Learning-Ansätze.
Schadensanalyse
In der Schadensanalyse bieten wir über die Ursachenanalyse von Materialversagen hinaus auch eine vollständige Komponentenanalyse auf der Makro- und Mikroskala.
Triboelektrische Charakterisierung
Zusätzlich zu unserer Gefügeanalyse bieten wir eine große Bandbreite an triboelektrischen Messungen unter kontrollierten Bedingungen.
Oberflächen-funktionalisierung
Wir bieten hochauflösende Mikroskopie, chemische Oberflächenanalyse und Profilaufnahmen zur Schichtsystemanalyse mit FIB-Querschnitten.
Sie sind an einer Zusammenarbeit interessiert?
Nehmen Sie gerne einfach Kontakt mit uns auf! Wir freuen uns darauf, uns mit Ihnen auszutauschen und gemeinsam herauszufinden, wie wir Ihnen bei Ihrem Vorhaben weiterhelfen können.