Oberfächenanalytik

Ansprechpartner:

Dr. rer. hum.

Anja Meyer

Open Hybrid LabFactory e.V.
Leitung Labor

Telefon: +49(0) 5361 890 24551

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Unter der Lupe: Untersuchung, Darstellung und Bewertung von Oberflächen, Grenzflächen, Partikeln und dünnen Schichten

Funktion und Eigenschaften von Materialien und Werkstoffen werden maßgeblich durch ihre Oberflächen bestimmt. Durch verschiedene Verfahren der Oberflächentechnik können Eigenschaften von Werkstoffoberflächen z. B. Verschleiß, Bruchstellen, Rauheit und Bearbeitungsspuren untersucht und gezielt angepasst werden. Insbesondere in der Qualitätssicherung und bei der Optimierung von Beschichtungstechnologien ist die höchst präzise Ermittlung des Oberflächenzustandes eines Werkstoffes notwendig. Um ein besseres Verständnis über die Wirkung von Oberflächenbehandlungen auf Gestalt und chemische Eigenschaften der Oberflächen zu erhalten, werden an der OHLF daher anspruchsvolle Verfahren der Oberflächenanalytik im Mikrometer- und Nanometermaßstab durchgeführt.

Anwendungsbeispiel: Dem Fehler auf der Spur - Querschliffanalysen, Lichtmikroskopie, 3D

Zur Analyse von adhäsiven und kohäsiven Anteilen der Klebung können 3D-Detailaufnahmen von der Klebefläche eines gefügten Bauteils aufgenommen werden (Abbildung eins).

Mit einer bis zu 1000-fachen Vergrößerung lassen sich kleinste Materialfehler bei Metallen, Kunststoffen, Fasern sowie hybriden Verbundwerkstoffen feststellen. Im Rahmen einer Querschliffanalyse können zum Beispiel Lufteinschlüsse innerhalb der Matrix einer Blattfeder aus faserverstärktem Epoxidharz sichtbar gemacht werden (Abbildung zwei).

Zusätzlich können Bauteile mit Hilfe der Auf- oder Durchlichtmikroskopie untersucht und vermessen werden. So können auch Fehlstellen in der Beschichtung von Fasern detektiert werden (Abbildung drei).

Makroskopisch können auch große Bauteile können an einem Fotostand dokumentiert werden, die reproduzierbare Aufnahme von gut ausgeleuchteten Proben und die anschließende Auswertung über die Analysesoftware ermöglichen. Hierfür steht eine digitalen Spiegelreflexkamera und ein flexibel einstellbares Stativ zur Verfügung, um diese aus dem idealen Winkel fotografieren.

Technische Ausstattung/Dienstleistungen OHLF e.V.

FTIR-Mikroskop für die Strukturaufklärung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen

Mit Hilfe eines FTIR-Mikroskop kann eine infrarotspektroskopische Strukturaufklärung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen qualitativ und quantitativ durchgeführt werden. So können auch Kontaminationen ortsaufgelöst detektiert werden.

Kontaktwinkelmessgerät

Das Kontaktwinkelmessgerät für die Analyse der Benetzungs- und Haftungseigenschaften dient zur softwaregesteuerten Auswertung des statischen und dynamischen Kontaktwinkels unterschiedlicher Substrate sowie zur Bestimmung der polaren und dispersen Anteile von Festkörpern. Mit dem Hochtemperaturmodul können das Benetzungsverhaltens und die freie Oberflächenenergie auch bei realen Schmelz- und Fügeprozessen analysiert werden.

Auf- und Durchlichtmikroskop mit Analysefunktionen

Auf- und Durchlichtmikroskop mit Analysefunktionen (z.B. Partikel- oder Schichtdickenanalyse) für die reproduzierbare Werkstoffcharakterisierung von Metallen, Kunststoffen, Fasern sowie hybriden Verbundwerkstoffen. Das automatische X-Y-Z-Stitching ermöglicht tiefenzusammengesetzte und hochaufgelöste Abbildung großer Sichtfelder mit einer bis zu 1000-fachen Vergrößerung. Verschiedene Filter- und Polarisationseinstellungen erleichtern die simultane Darstellung von Hybrid- und Verbundmaterialien.

Fotodokumentationsstand

Fotodokumentationsstand mit Bildbearbeitungs- und analysesoftware zur Aufnahme und Vermessung von gut ausgeleuchteten Fotos von Proben und Bauteilen. Mit Hilfe einer digitalen Spiegelreflexkamera und eines flexibel einstellbaren Stativs können auch große Proben aus dem idealen Winkel fotografiert werden.

Digitales Auflichtmikroskop (2D-Bilder/3D-Aufnahmen)

Digitales Auflichtmikroskop für tiefenzusammengesetzte 2D-Bilder und 3D-Aufnahmen für die stationäre und mobile Anwendung zur Aufnahme und Vermessung von Bauteilen und Übersichtsbildern inkl. wirklichkeitsgetreuer Abbildung der Struktur opaker Werkstoffe.

Konfokales Weißlichtmikroskop

Konfokales Weißlichtmikroskop für die Oberflächencharakterisierung für die berührungsfreie und automatisierte 3D-Messung von Rauheit, Topographie und Schichtdicke inkl. der graphischen Darstellung und Analysierung der Daten. Das automatische X-Y-Z-Stitching ermöglicht eine präzise Oberflächenanalyse in Nanometer-Bereich.

Anwendungsbereiche:

  • Qualitätssicherung
  • Schadensanalytik
  • Analyse von unbekannten Materialien
  • Bestimmung von Aushärtefortschritten von Klebstoffen
  • Oberflächenanalyse wie z.B. ostaufgelöste Detektion von Fremdstoffen, Verschleiß und Bruchstellen, Rauheit, Bearbeitungsspuren
  • Überprüfung der Wirksamkeit einer Plasmabehandlung
  • Querschliffanalyse (Fügeverbindung, Poren, Fasergehalt, etc.)
  • Vermessung von Materialstrukturen
  • Aufnahme von Übersichtsbildern, Schliffen, Bauteiloberflächen
  • Charakterisierung von Vorbehandlungen durch Strukturierungen
  • Analyse der Benetzung zwischen Oberfläche, Klebstoffen oder Thermoplastschmelzen
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