Sie möchten eine Mikrostrukturanalyse mittels REM-EBSD durchführen lassen
Warum die Mikrostruktur von Werkstoffen analysieren?
Zunächst einmal ist die Kenntnis der Mikrostruktur der Oberfläche eines Werkstoffs ein Schlüsselfaktor bei der Entwicklung eines neuen Produkts oder bei der Beseitigung neuer Anomalien.
Tatsächlich ist bei Problemen mit Verschleiß (Erosion/Abrasion, Adhäsion, Korrosion, Ermüdung) oder Bruch die Kenntnis der Mikrostruktur der betreffenden Oberfläche entscheidend.
Die Kenntnis der Mikrostruktur der Oberfläche eines Werkstoffs liefert außerdem eine Reihe von Informationen über seine physikalisch-chemischen Eigenschaften, die in einem Produktionsprozess oder bei einer regulatorischen Analyse unerlässlich sind.
So greift jedes Unternehmen, das mit einer oder mehreren dieser Fragestellungen konfrontiert ist, auf Kompetenzen in der Charakterisierung der Oberflächenmikrostruktur zurück.
Was ist die Elektronenrückstreubeugung-Analyse mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM-EBSD)?
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Kombination mit der Technik der Electron Backscatter Diffraction (EBSD) ist eine fortschrittliche Methode zur Analyse der Mikrostruktur kristalliner Werkstoffe, insbesondere von Metallen. Durch die Verbindung der hochauflösenden Bildgebung des REM mit der detaillierten Analyse der Kristallstruktur mittels EBSD bietet diese Technik ein tiefgehendes Verständnis der Werkstoffeigenschaften. Tatsächlich ergänzen all diese mikrostrukturellen Analysen in der Regel vorläufige REM-Untersuchungen (Erscheinungsbild, chemische Zusammensetzung).
Die Kombination REM-EBSD ermöglicht es, wesentliche Informationen wie Kristallorientierung, Korngrenzen, kristalline Phasen und strukturelle Verformungen sichtbar zu machen. Diese Daten sind entscheidend, um den Einfluss der Mikrostruktur auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Werkstoffe zu untersuchen.
Durch REM-EBSD durchgeführte Mikrostrukturanalysen
Analyse der Kristallorientierung
Identifizierung kristalliner Phasen
Erkennung kristalliner Defekte
Kartierung der Korngrenzen
Analyse kristallographischer Texturen
Charakterisierung polykristalliner Werkstoffe
Wichtige Punkte der EBSD-Analyse:
EBSD liefert Daten im Mikro- bis sogar Nanometerbereich zur Kristalltextur und ermöglicht so eine präzise Analyse der Mikrostruktur.
Diese Technik macht sichtbar, wie die Körner eines Werkstoffs zueinander orientiert sind, und hilft so, ihre mechanischen Eigenschaften zu verstehen.
Die EBSD identifiziert und lokalisiert die verschiedenen in einer Probe vorhandenen Phasen – ein entscheidender Schritt für mehrphasige Werkstoffe.
Die EBSD macht Versetzungen, Kristallverformungen und andere Defekte sichtbar und liefert damit wesentliche Informationen für die Werkstofftechnik und die Materialforschung.
Unsere Lösungen: die Mikrostruktur von Werkstoffen mittels REM-EBSD charakterisieren
Warum FILAB für die Mikrostrukturanalyse mittels REM-EBSD wählen?
Im Labor FILAB widmet sich eine gesamte Abteilung der Materialexpertise. Dort arbeiten Doktoranden und spezialisierte Ingenieure mit hochqualifiziertem Know-how. Dieses Maß an Expertise wird durch einen hochmodernen Analysepark auf 5.200 m² verstärkt, der unter anderem mit 2 MEB-EDX und 1 MEB-EBSD ausgestattet ist und zuverlässige, schnelle Analysen zu wettbewerbsfähigen Preisen ermöglicht.
Unsere MEB mit besonders hoher Leistungsfähigkeit eignen sich sowohl für schnelle Diagnosen (Verschmutzung, Einschluss …) als auch für komplexere Expertisen, die eine eingehende Analyse erfordern.
Die Schritte einer mikrostrukturellen Analyse mittels REM-EBSD
1 - Probenvorbereitung
Die Vorbereitung ist ein entscheidender Schritt, um eine zuverlässige und präzise mikrostrukturelle Analyse zu gewährleisten:
- Reinigung : Entfernung von Verunreinigungen (Staub, Öl usw.) mithilfe von Lösungsmitteln oder geeigneten Verfahren.
- Mechanisches Polieren : Die Probe wird mit Schleifscheiben abnehmender Körnung poliert, um eine glatte und ebene Oberfläche zu erhalten.
- Ionenpolieren oder Ionenabtrag (Cross Polisher) : Wenn ultrafeine Oberflächen erforderlich sind, wird ein Ionenstrahl-Polieren (Ion Milling) durchgeführt, um die beim mechanischen Polieren entstandenen Artefakte zu entfernen. Dies ist besonders nützlich für spröde oder heterogene Werkstoffe.
- Beschichtung (falls erforderlich) : Nichtleitende Proben werden mit einer dünnen Metallschicht (Gold, Kohlenstoff) beschichtet, um elektrostatische Aufladungen während der Analyse zu vermeiden.
2 - Einbringen und Positionieren im REM
- Die Probe wird auf einem speziellen, mit dem Mikroskop kompatiblen Träger (Stub) montiert.
- Einbringen in die Vakuumkammer, um die Streuung der Sekundärelektronen zu vermeiden.
- Korrekte Ausrichtung der Probe mit einer typischen Neigung von 70° für die EBSD-Analyse.
3 - Aufnahme von REM-Bildern
- Einstellungen : Anpassung von Beschleunigungsspannung, Strahlstrom und Arbeitsabstand zur Optimierung der Auflösung.
- Erstbeobachtung : Aufnahme hochauflösender Bilder zur Beobachtung von Morphologie, Einschlüssen und Defekten.
4 - EBSD-Analyse
- Ausrichtung : Neigung der Probe, um die Erfassung der Beugungsmuster zu maximieren.
- Musteraufnahme : Der EBSD-Detektor erfasst die durch die Beugung rückgestreuter Elektronen erzeugten Muster.
- Kristallographische Kartierung :
- Orientierung der Körner und Identifizierung der kristallinen Phasen.
- Erfassung von Korngrenzen und Kartierung der Texturen.
- Analyse von Strukturverformungen oder kristallinen Defekten.
- Datenverarbeitung : Analyse der Muster mithilfe kristallographischer Datenbanken.
Wichtige Punkte der Vorbereitung
