REM-Untersuchungen

Das Rasterelektronenmikroskop (REM) ermöglicht Aufnahmen mit starker Vergrößerung und hoher Schärfentiefe. Im Rahmen von Schadenuntersuchungen prüft das IFS auf diese Weise Materialbeschaffenheiten und Bruchstrukturen.

Wir arbeiten mit einem Rasterelektronenmikroskop des Typs „Quanta 650“ von FEI. Zur Mikroanalyse der Proben ist das Gerät mit einem Silizium-Drift-Detektor von Oxford Instruments ausgestattet. Es können sowohl Metalle (leitende Proben) als auch Kunststoffe (nichtleitende Proben) untersucht werden.

Die Leistungen unseres REM-Labors stellen wir auch Sachverständigen ohne eigenes Elektronenmikroskop und Unternehmen zur Verfügung. Letztere nutzen die REM-Untersuchungen vor allem im Rahmen der Qualitätssicherung und Produktentwicklung.

 

Leistungen und Anwendungsbeispiele

I. Bilddokumentation
II. Röntgenmikroanalyse, EDX
III. Elementmapping und Messung von Elementkonzentrationsverläufen
IV. Vermessung und Dokumentation von Mikrostrukturen
V. Dokumentation und Bewertung von Schadenfällen

 

Bilddokumentation, z. B. von Probenoberflächen oder Bruchstrukturen

In der Chirurgie ist Hygiene von essenzieller Bedeutung. Ein Klinikum muss sicher gehen: Wird das OP-Besteck bei der Reinigung angegriffen? Die REM-Aufnahme zeigt einen Korrosionsangriff und organisches Material auf der metallischen Oberfläche.

Ein typisches Beispiel für eine REM-Untersuchung von Bruchstrukturen ist die Frage, ob ein Gewaltbruch oder Spannungsrisskorrosion zum Bruch eines Bauteils geführt hat. Diese Differenzierung ist nur durch die starke Vergrößerung möglich und verrät in der Regel, ob ein Frostschaden, ein Installationsfehler oder ein Produktmangel vorliegt.

 

 

 

Röntgenmikroanalyse

Diese Untersuchung ermöglicht die Charakterisierung der Elementzusammensetzung. Das Spektrum links stammt aus der Untersuchung eines Wasserschadens. In einem Badezimmer war die erst kurz zuvor installierte Waschtisch-Armatur gebrochen. Die Messinglegierung des Armaturgehäuses enthält Blei (Pb), Zinn (Sn) und Eisen (Fe) und entspricht damit keinem zugelassenen Werkstoff – ein klarer Produktmangel. Darunter das Spektrum einer hochwertigen Messinglegierung zu sehen.

Durch die Röntgenmikroanalyse können auch Korrosionsprodukte untersucht werden. Enthalten sie zum Beispiel Chlor, so ist das ein Hinweis darauf, dass der Angriff auf aggressive Reinigungsmittel zurückzuführen ist.

 

Elementmapping und Messung von Elementkonzentrationsverläufen

Die Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) ist ein Verfahren der Röntgenmikroanalyse, das hier zum Elementmapping eingesetzt wurde. Die Aufnahme rechts zeigt eine Messinglegierung mit Bleieinschlüssen, die blau dargestellt sind. Der Werkstoff wurde zur Herstellung einer Badewannenarmatur verwendet. Nach der Installation kam es rasch zum Bruch durch Spannungsrisskorrosion.

Während das Mapping die Verteilung von Elementen über die Probenfläche darstellt, zeigt die Messung von Elementkonzentrationsverläufen, wie tief eine Probe zum Beispiel durch Entzinkung geschädigt ist.

 

 

 

REM-Aufnahme einer Infusionspumpe

Vermessung und Dokumentation von Mikrostrukturen

Ein Kunde aus der Medizintechnik lässt Schmerzmittelpumpen untersuchen, die bereits als Implantate einige Zeit genutzt wurden. Die elektronenmikoskopische Untersuchung zeigt, dass sich in den feinen Kanälen der Pumpen Ablagerungen bilden konnten. Links ist ein solcher Kanal im Querschnitt zu sehen.

Die Untersuchung von Mikrostrukturen ist zum Beispiel in der Materialforschung und der Qualitätskontrolle unverzichtbar, ebenso wie bei der Fehleranalyse in der Halbleitertechnik.

 

 

 

 

Dokumentation und Bewertung von Schadenfällen

Im Mittelpunkt der IFS-Arbeit steht die Untersuchung und Bewertung von Schäden. Die Ursache für das Versagen bzw. für die Beschädigung eines Bauteils ist in der Regel anhand der Bruchstrukturen nachvollziehbar – oder zumindest geben diese den entscheidenden Hinweis.

Rechts sind drei Aufnahmen von Messing mit sehr unterschiedlichen Schädigungen bzw. Mängeln des Werkstoffs zu sehen.