Oberflächenanalyse

Die Oberfläche eines Materials beeinflusst maßgeblich seine Funktion – sei es durch Schutzbeschichtungen oder spezielle Strukturen zur Eigenschaftsoptimierung.
Wir bieten hochauflösende Bildgebung und chemische Analysen von Oberflächen sowie Profilaufnahmen zur Bestimmung von Schichtsystemen mittels FIB-Querschnitt. Zusätzlich ermöglichen tribologische und elektrische Charakterisierungen detaillierte Materialeinblicke. Mit unserer Laserstrukturierungstechnik xDLIP passen wir gezielt Oberflächeneigenschaften an, um optimale Leistung und Haltbarkeit zu gewährleisten.
Direkte Laserinterferenzstrukturierung (DLIP)
Bei DLIP (Direct Laser Interference Patterning) werden hochenergetische, gepulste Laserstrahlen überlagert, um definierte Intensitätsverteilungen zu erzeugen. Dadurch entstehen präzise Oberflächentopographien mit einer kontrollierbaren Strukturperiode P – von Sub-µm- bis in den zweistelligen µm-Bereich. Die Verteilung der Laserintensität lässt sich gezielt durch die Anzahl und den Winkel der kombinierten Strahlen steuern.
Diese Technik bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
- Reibung und Verschleiß: Reduzierung von Reibung um bis zu 80 %, Verschleiß bis zu 99 %.
- Elektrische Systeme: Reduzierung des elektrischen Kontaktwiderstands um bis zu 80 %, Steckkraft bis zu 40 %.
- Absorption: Erhöhung der Solarabsorption um bis zu 35 %.
- Benetzung: Strukturierung super-hydrophiler und super-hydrophober Oberflächen.
- Medizintechnik: Reduzierung der Bakterienadhäsion um bis zu 80 %.
- Optisches Design: Individualisierung und Plagiatsschutz mit Interferenzfarben.
Besonders im Bereich der tribologischen Optimierung entfaltet sie großes Potenzial: DLIP kann Reibung und Kontaktflächen gezielt reduzieren oder die Lebensdauer von Schmierfilmen erheblich verlängern. Zur Charakterisierung der tribologischen Eigenschaften setzen wir Mikro- und Nanotribometer ein, mit denen sich Reibungs- und Verschleißwerte präzise bestimmen lassen.
Die werkstofftechnische Weiterentwicklung von DLIP erfolgt bei MECS, während die 2020 ausgegründete SurFunction GmbH die Industrialisierung dieser Technologie vorantreibt.
2016 wurde die Entwicklung des DLIP-Systems mit dem wohl wichtigsten Innovationspreis im Bereich Laser ausgezeichnet, unser anschließend erfolgreicher Industrietransfer mit der TE Connectivity GmbH 2019 mit dem Transferpreis der Steinbeis-Stiftung.

Präzise Messung elektrischer Kontakt- und Übergangswiderstände
Mit unseren Prüfständen bestimmen wir elektrische Kontakt- und Übergangswiderstände zuverlässig unter variablen Umweltbedingungen. Besonders für Ihre Steckverbinder ist dieser Aufbau von Vorteil, da er die gleichzeitige Messung von Übergangswiderstand, Steckkraft und Reibungskoeffizient ermöglicht (siehe Triboelektrische Anwendungen).
Hochauflösende Mikroskopie: FIB-REM, EDX, EBSD
Unser Rasterelektronenmikroskop mit eingebautem fokussiertem Ionenstrahl und zusätzlichen Messsystemen ermöglicht eine präzise Untersuchung Ihrer Oberflächen bis in den Sub-nm-Bereich.
Alle Messverfahren entnehmen Sie der Mikroskopie.

CSM Instruments Mikrotribometer

Spectra Physics Nd: YAG ns-Pulslaser
ECR
Mithilfe diverser Prüfstände sind wir in der Lage, elektrische Kontakt- bzw. Übergangswiderstände sicher unter variablen Umweltbedingungen zu bestimmen. Dieser Aufbau ist beispielsweise für Steckverbinder interessant, da eine parallele Messung von Übergangswiderstand, Steckkraft und Reibungskoeffizient ermöglicht wird (siehe Triboelektrische Anwendungen).

Untersuchungen FIB-REM + EDX/ EBSD
Durch die hohe Auflösung bis in den Sub-nm-Bereich ist das REM unser Standardwerkzeug zur Untersuchung von:
- Ausscheidungen und Einschlüssen
- Schichtsystemen
- Korngrößen
- Poren und anderen Sub-µm-Strukturen
Die Kombination aus FIB und REM erweitert unser Repertoire um folgende Möglichkeiten:
- Erzeugung oberflächennaher Querschnitte (Beispielvideo ansehen)
- Charakterisierung dünner Schichten und Schichtsysteme
- Herstellung von STEM- und APT-Proben
- 3D-Darstellung und Berechnung von Gefügen
Zusätzlich eingebaute Systeme ermöglichen uns, eine ganzheitliche Bewertung durchzuführen:
- Chem. Analyse von Partikeln, Schichten oder Elementverteilungen (EDX)
- Analyse von Kristallorientierungen, Korngrößen-verteilungen, Versetzungsdichten, Texturen, Verformungen und Vorzugsrichtungen (EBSD)
- Rekonstruktion ehemaliger Austenitkörner aus EBSD-Daten
- Untersuchung und chem. Analyse von Ausscheidungen, Phasen und Schichten bis in den Sub-nm-Bereich (STEM inkl. STEM-EDX)
- Lokal aufgelöste Reparaturen, Fertigung präziser Maskengeometrien und spezieller mechanischer Bauteile, gezielte Abscheidung leitender und nichtleitender Verbindungen (Micromachining) (Beispielvideo ansehen)

Wasserstoffversprödung

STEM-Analyse

Schichtdickenanalyse

APT-Analyse
Weitere Untersuchungen
Mikroskopie
In unserem Metallographielabor können wir Ihre Materialien zielgenau zu präparieren, kontrastieren und analysieren. Dazu stehen uns Licht-, Laser-Scanning- und Rasterelektronenmikroskope zur Verfügung.
Kontakt bei Fragen

Dr.-Ing. Dominik Britz
Stellvertretender Geschäftsführer

Adrian Thome, M.Sc.
Chief Operating Officer
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.