Labor für die Analyse von Raumfahrtmaterialien: Verunreinigungen und Ausfälle erkennen

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Verunreinigungen und Ausfälle von Raumfahrtmaterialien erkennen

Komponenten, Beschichtungen, Baugruppen sowie polymere, metallische oder Verbundwerkstoffe für die Raumfahrt unterliegen hohen Anforderungen an Sauberkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit. Eine partikuläre, organische oder metallische Kontamination kann eine Oberfläche verändern, eine optische, elektrische oder mechanische Funktion beeinträchtigen und die Konformität eines Systems gefährden. Auch bei Rissbildung, Korrosion, Delamination, Verschleiß oder vorzeitigem Bruch muss der zugrunde liegende Mechanismus bestimmt werden. Das Labor Filab unterstützt Industrieunternehmen bei der Analyse von Raumfahrtmaterialien, der Erkennung von Verunreinigungen sowie der Untersuchung von Ausfällen, um die festgestellten Mängel zu charakterisieren und geeignete Korrekturmaßnahmen abzuleiten.

Ausfallmechanismen identifizieren

Das Labor Filab untersucht Hinweise im Zusammenhang mit Brüchen, Rissen, Verformungen, Delaminationen, Korrosionserscheinungen, Haftungsverlust, Verschleiß oder Oberflächenveränderungen. Die Untersuchung von Bruchflächen, Grenzflächen und Mikrostruktur trägt dazu bei, die Anomalie mit einem physikalisch-chemischen Mechanismus oder einer Belastung in Verbindung zu bringen. Für weiterführende Untersuchungen an Materialien finden Sie weitere Informationen zu den Leistungen der Materialcharakterisierung.

Beobachten, lokalisieren und die Zusammensetzung analysieren

Die eingesetzten Methoden werden entsprechend der Materialart und dem Untersuchungsziel ausgewählt. Die mikroskopische Untersuchung ermöglicht es, das Erscheinungsbild einer Oberfläche, einer Ablagerung, eines Partikels oder einer Bruchfläche zu dokumentieren. Elementaranalysen und spektroskopische Untersuchungen dienen der Bestimmung der Zusammensetzung relevanter Bereiche, während chromatografische Verfahren zur Identifizierung organischer Kontaminanten beitragen können. Die Kombination dieser Daten verbessert die Interpretation der Anomalie.

Materielle Beweismittel bewahren

Um das Risiko einer Kreuzkontamination oder des Verlusts relevanter Hinweise zu begrenzen, wird empfohlen, Bauteile, Fragmente, Referenzproben und Partikelentnahmen getrennt voneinander zu schützen. Bereiche mit einem Fehler sollten vor der Analyse weder gereinigt noch abgerieben oder unnötig manipuliert werden. Informationen zur Rückverfolgbarkeit, Fotografien, Lagerbedingungen und relevante Prozessdaten können zusammen mit der Probe übermittelt werden.

Eine auf die Herausforderungen der Raumfahrt abgestimmte Analysestrategie

Jede Untersuchung beginnt mit der Definition des Kontextes: Art und Vorgeschichte der Probe, Herstellungsbedingungen, Einsatzumgebung, betroffener Bereich und Entscheidungskriterien. Anschließend erstellt das Labor Filab einen gezielten Analyseplan, um einen intakten Bereich mit einem fehlerhaften Bereich zu vergleichen, vorhandene Spezies zu identifizieren, Kontaminationen zu lokalisieren und den Zustand der Materialien zu bewerten. Dieses Vorgehen ermöglicht interpretierbare Ergebnisse für die Teams aus Qualitätssicherung, Industrialisierung, F&E und Expertise.

Schadstoffe und Rückstände charakterisieren

Die Charakterisierung kann sich auf Partikel, Filme, Öle, Lösungsmittelrückstände, Abbauprodukte, metallische Ablagerungen oder andere Fremdstoffe beziehen. Abhängig von der Matrix und der jeweiligen Fragestellung setzt das Labor Filab die Zusammensetzung des Kontaminanten, seinen Ort und seine Form des Auftretens miteinander in Beziehung. Die HS-GC-MS-Analyse kann insbesondere für die Suche nach und Identifizierung von flüchtigen oder halbflüchtigen organischen Verbindungen eingesetzt werden.

Konforme und betroffene Bereiche vergleichen

Die vergleichende Analyse ist häufig entscheidend: Referenzmaterial und betroffenes Bauteil, sauberer und kontaminierter Bereich, konforme und nicht konforme Charge. Sie hilft dabei, Unterschiede in Zusammensetzung, Morphologie oder Oberflächenzustand sichtbar zu machen. Das Labor Filab passt die Probenvorbereitung und die Reihenfolge der Analysen an, um die für die Expertise relevanten Elemente zu erhalten.

Eine zuverlässige Interpretation der Ergebnisse sicherstellen

Eine präzise Beschreibung der Anomalie erleichtert die Auswahl der geeigneten Verfahren: Zeitpunkt des Auftretens, Lokalisierung, Häufigkeit, vorhandene Materialien, Herstellungsschritte, Reinigungsmaßnahmen, Oberflächenbehandlungen und Einsatzbedingungen. Bezieht sich die Fragestellung auf einen Prozess, kann ein Audit industrieller Prozesse dabei helfen, die Suche nach potenziellen Kontaminations- oder Variabilitätsquellen zu strukturieren.

Untersuchung definieren, übermitteln und auswerten

Zu Beginn sollten dem Filab-Labor die Beschreibung des Bedarfs, die verfügbaren Informationen zum Material oder Bauteil, die Art des Fehlers sowie repräsentative Proben übermittelt werden. Definieren Sie die erwarteten Entscheidungskriterien, vergleichen Sie nach Möglichkeit mit einer Referenzprobe und planen Sie die erforderlichen Analysen. Die gewonnenen Schlussfolgerungen können eine Konformitätsentscheidung, die Ursachenforschung oder die Planung von Korrekturmaßnahmen unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Wie lässt sich die Ursache einer Verunreinigung an einem für die Raumfahrt bestimmten Material identifizieren?

Im Labor Filab basiert die Identifizierung einer Verunreinigung auf der Untersuchung des betroffenen Bereichs, dem Vergleich mit einem Referenzbereich sowie der chemischen oder elementaren Charakterisierung der Rückstände. Die Ergebnisse ermöglichen insbesondere die Unterscheidung zwischen einer partikulären Kontamination, einer organischen Ablagerung, einem Materialtransfer, einer Oxidation oder einem prozessbedingten Rückstand.

Welche Ausfälle können an einer Raumfahrtkomponente oder einem Raumfahrtmaterial untersucht werden?

Das Labor Filab kann Anomalien wie Brüche, Risse, Korrosion, Delamination, Haftungsverlust, Verschleiß, Beschädigungen von Beschichtungen oder das Vorhandensein von Rückständen untersuchen. Die Aussagekraft der Untersuchung hängt vom Zustand der Probe, dem verfügbaren Bereich und den Informationen zum Fehler ab.

Welche analytischen Methoden können für eine Ausfallanalyse eingesetzt werden?

Die analytischen Methoden werden von Fall zu Fall festgelegt. Sie können Mikroskopie, Elementaranalysen, Spektroskopie und Chromatografie kombinieren, um Fehler zu untersuchen, Kontaminationen zu lokalisieren und ihre Zusammensetzung zu identifizieren. Das Labor Filab bevorzugt eine Analysesequenz, die auf die Unversehrtheit der Probe und die industrielle Fragestellung abgestimmt ist.

Wie sollte eine Probe vorbereitet werden, um nach einer Kontamination oder einem Ausfall zu suchen?

Das Filab-Labor empfiehlt, die betroffenen Proben und die Referenzproben separat zu verpacken, ohne den zu untersuchenden Bereich zu reinigen. Eine Dokumentation mit Fotografien, der Fehlerhistorie, den betroffenen Materialien und den Prozessschritten ermöglicht die Erstellung eines aussagekräftigeren Analyseplans.

Wie startet man eine Materialanalyse für eine Weltraumanwendung?

Kontaktieren Sie das Filab-Labor, um den industriellen Kontext vorzustellen, die verfügbaren Daten zu übermitteln und den Umfang der Untersuchung festzulegen. Stellen Sie repräsentative Proben bereit, möglichst einschließlich einer einwandfreien Referenzprobe, damit die Analyse von Verunreinigungen oder Ausfällen gezielt ausgerichtet werden kann.