Bruchflächenuntersuchung mittels Rasterelektronenmikroskop

Im Rasterelektronenmikroskop (REM) werden die bei der Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Probensubstanz austretenden Sekundär- und Rückstreuelektronen zur Abbildung der Probenoberfläche angewandt. Die Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) beruht auf der Untersuchung der Röntgenstrahlung, die bei der Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Probensubstanz emittiert wird.

Bilddarstellung und Elementspektrum von Ettringitnadeln in einem Betonriß

 

Die Atome eines jeden chemischen Elementes besitzen innerhalb der Elektronenhülle charakteristische Energieniveaus. Durch die Meßung der charakteristischen Röntgenstrahlung können diejenigen chemischen Elemente qualitativ erkannt und quantitativ bestimmt werden, die am Aufbau der Probensubstanz beteiligt sind.

Mapping einer Bruchfläche

Die Abbildung von Materialstrukturen bis in den nanometerberech mittels REM ist ein Schlüßelverfahren zur Bruchflächenanalyse bis hin zur Klärung technischer Schadensfälle. In Kombination mit der Mikrobereichsanalyse EDX ist es möglich, Rückschlüße auf den Einfluß chemischer Elemente auf den Schadenshergang zu ziehen.

Die Mikrobereichsanalyse EDX im Rasterelektronenmikroskop ermöglicht die Aufnahme von Elementverteilungsbildern (Maps), in denen die zweidimensionale Verteilung ausgewählter chemischer Elemente auf der Probenoberfläche dargestellt wird. Es entstehen hochaufgelöste farbige Elementverteilungsbilder, sogenannte Element-Images, mit denen Untersuchungsergebniße hervorragend visualisiert werden können.

Z.B. sind im Bereich der Bindebaustoffe Aussagen zu folgenden Problemkreisen möglich:

  • Korn- und Probenstruktur im Gefüge von Roh- und Baustoffen (z.B. Tonmineralverteilung in Kalkmergeln, Fasern)
  • Korngrößen- und Kornformanalyse von Stäuben, Rohmehlen und Mahlprodukten (z.B. Agglomerationen)
  • Gefügeausbildung von Zementklinkern, Branntkalken und Branntgipsen (z.B. Beurteilung des Sintergrades)
  • Gefügeausbildung von Erhärtungsprodukten (z.B. Veränderungen des Gefüges im Erhärtungsprozeß)

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Dipl.-Ing. Frank Rykarski

Standort Deßau

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