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DFO Service GmbH – Anwender unserer Phenom Desktop-Elektronenmikroskope

Die DFO Service GmbH (Deutsche For­schungsgesellschaft für Oberfläc­hen­behandlung e.V.), gegründet als gemeinnützige, neutrale, technisch-wissenschaftliche Fachorganisation für industrielle Lackiertechnik, bietet eine umfangreiche Schadensanalytik an, in der unter anderem auch das Rasterelektronenmikroskop (REM) Phenom proX mit integrierter Röntgen­mikroanalyse (EDX) zum Einsatz kommt. Neben der IR-Spek­troskopie, mit der organische Ver­bindungen iden­­tifiziert werden können, ist die REM mit integrierter EDX die ideale Ergän­zung zur Identifizierung an­orga­nischer Verbindungen und zur Darstellung der Elementverteilung. Die DFO kann dann auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse die Feh­lerursachen eingrenzen und bestimmen, um dem Kunden maßgeschneiderte Lösungen vorzuschlagen. Zwei Anwendungsbeispiele veranschaulichen dies sehr gut.

Bei einem Beschichtungsbetrieb traten regelmäßig und in hohem Maße Verunreinigungen in Pulverlack-Be­schichtungen auf. Diese wurden zum Großteil als Einlagerungen von Pul­verlackpartikeln andersfarbiger Pul­ver­lacke identifiziert, die ebenfalls in diesem Betrieb verwendet wurden. Doch selbst nach intensiver Rei­nigung und Anlagenoptimierung konn­te das Fehlerbild nicht vollständig abgestellt werden. Mittels IR-Spek­­­­tros­kopie stellte sich heraus, dass einige der Einschlüsse keine Pul­ver­lack­partikel waren, obwohl sie visuell im Lichtmikroskop übereinstimmten.

Die Untersuchung mittels EDX zeigte, dass diese Einschlüsse aus großen Men­gen Zink und kleinen Mengen Eisen bestehen (Abb. 1a und b).

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Abb. 1 a) Materialkontrast zeigt Einschluss in der Beschichtung, b) Quantitative EDX an Messpunkt 2

Entsprechend der Messungen konnte die Ursache schnell ermittelt werden. Die verzinkten Bauteile wurden vor dem Lackierprozess auf eine gewünschte Länge zurechtgeschnitten. Danach durchliefen sie den Vor­behandlungsprozess. Ein geringer An­teil der beim Schneidvorgang entstehenden Späne konnte dabei nicht entfernt werden, so dass diese auf der Oberfläche verblieben und überlackiert wurden. Der Reinigungsprozess wurde im Anschluss an die Un­ter­su­chungen für eine fehlerfreie Be­schich­tung optimiert.

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Abb. 2: BSE-Aufnahme eines Schraubenquerschnitts am Phenom proX

An Stahlbauteilen sollten die Schicht­dicken einer Zink-Nickel-Be­schich­tung bestimmt werden. Da es sich um nur wenige Mikrometer dicke metal­li­sche Schichten handelt, ist lichtmikroskopisch an querschnitts­prä­pa­rier­ten Proben nur eine unzureichende Darstellung der Schicht­dicken möglich. Mittels Rück­streu­elek­tronen­ab­bil­dungen und dem dadurch darge­stell­ten Materialkontrast kann die Zink-Nickel-Schicht gegenüber dem Stahlsubstrat äußerst genau identifi­ziert und mittels der softwareintegrier­ten Funktionen vermessen werden (Abb. 2).

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