Microscopic Analysis
Microscopic Analysis
Besides research, microscopic analysis is also applied for quality control and defect analysis. It shows the correlation between structures of polymers and their mechanical properties. In addition, microscopic analysis is important for understanding the influences of processing parameters on materials and their mechanical failures.
Thin sections of thermoplastic polymers are prepared by microtome for some microscopic analysis using transmitted light. For very soft materials, the cooling of specimens is important. Samples can be embedded in acrylic resin for long-term storage the specimens. Reinforced polymers can be first embedded in epoxy resin and then be polished. Samples for SEM will be sputter coated with a gold, platinum or chromium layer to avoid charging.
Depending on different illumination systems, there are transmitted-light and reflected-light microscopes. In transmitted light microscopy, the light passes through the section and then be captured by the objective. Therefore, transparent thin sections are needed. In reflected-light microscopy, light from a microscope pass through the objective and then be reflected on the sample.
In reflected-light microscopy, illuminating light reaches the specimen, which may absorb some of the light and reflect some of the light, either in a specular or diffuse manner. Light that is returned upward can be captured by the objective in accordance with the objective’s numerical aperture.
| Durchlicht | Hellfeld | Verunreinigungen |
|---|---|---|
| Polarisation | Sphärolithstruktur, Orientierungen | |
| Phasenkontrast | Polymergemische | |
| Auflicht | Hell-, Dunkelfeld | Verunreinigungen, Risse |
| Differentialinterferenzkontrast | Faserverteilung | |
| Fluoreszenz | Risse |
Das Rasterelektronenmikroskop wird aufgrund seiner großen Tiefenschärfe bevorzugt zur Abbildung uneben strukturierter Oberflächen eingesetzt. Für die Materialidentifizierung mikroskopischer Proben wird im REM die energiedispersive Röntgenmikrobereichsanalytik (EDX) zum Nachweis von Elementen bzw. deren Verteilung genutzt.
Die industrielle Computertomografie (CT) wird angewandt, um den inneren Aufbau von Bauteilen berührungslos und zerstörungsfrei analysieren zu können. Klassische Anwendungsfälle sind mitunter die Porositäts- und Lunkeranalyse, der Soll-Ist-Vergleich (Abweichungen in der Form von Modell und Bauteil) sowie die zerstörungsfreie Wandstärkenanalyse.
For sample preparation
| Gerät | Gerätedaten | Prüfmöglichkeiten |
|---|---|---|
| Schleif / Poliergeräte | Wassergekühlt | Anschliffherstellung; Oberflächenbearbeitung |
| Schlittenmikrotome, Rotationsmikrotom | Schnittdicke: materialabhängig (min. 3 µm); Gefriereinrichtung |
Dünnschnittherstellung; Oberflächenbearbeitung |
| Präzisionstrennmaschine | Trennscheiben: 75-203 mm; wassergekühlt |
Schnelles und präzises Trennen von Werkstücken |
| Sägemikrotom | Schnittdicke: 100 µm bis 1cm; Probengröße: 25 mm Durchmesser; 30 mm Höhe |
Herstellung planparalleler Schnitte von Proben |
| Plasmaätzanlage | mikrowellengeneriertes Plasma; Kammervolumen: 43 Liter; Gas: O2, He, Ar |
Physikalisches Ätzen |
| Sputter Coater System | Schichtdicke: 0,5-2 nm; Targetmaterialien: Au, Pt, Pd, C |
Metallische, leifähige Beschichtung der Probenoberfläche für REM-Untersuchungen |
For microscopic analysis
| Gerät | Gerätedaten | Prüfmöglichkeiten |
|---|---|---|
| Lichtmikroskope (Auflichtmikroskopie) |
Vergrößerung: 25 bis 1000x; Hellfeld-, Dunkelfeld- und Polarisationskontrast; DIC- und C-DIC Kontrast; Fluoreszenzlampe; digitaler Bildeinzug |
Begutachtung von Anschliffen; Optische Darstellung von: Füll- und Verstärkungsstoffen, Fehlstellen und Materialverformungen |
| Lichtmikroskope (Durchlichtmikroskopie) |
Vergrößerung: 25 bis 1000x; Hellfeld-, Polarisations- und DIC-Kontrast; Phasenkontrast; Kippkompensator B (5); digitaler Bildeinzug; Heiztischeinrichtung |
Begutachtung von Dünnschnitten; Optische Darstellung von: Materialstruktur, Fehlstellen und Partikel |
| Stereomikroskop (Durchlicht- und Auflichtmikroskopie) |
Vergrößerung: 5 bis 150x; Durchlicht: Hellfeld- und Polarisationskontrast; Schräglicht; Auflicht: Hellfeldkontrast, Schräglicht |
Oberflächenanalyse; räumliche Betrachtung der Objekte |
| Großflächen- Spannungsprüfer |
Gesichtsfeld: 300 mm; Linear und zirkular polarisiertes Licht | Bestimmung von Eigenspannungen und Orientierungen |
| Feldemission Rasterelektronenmikroskop | Vergrößerung: 20 bis 150000x; Sekundärelektronen- und Rückstreuelektronendetektor; digitaler Bildeinzug; EDX-Anlage |
Struktur- und Bruchflächenanalyse; Elementanalyse |
| Röntgen- Computertomographiesystem Sub-µCT | Detailerkennbarkeit: ab 500 nm; Max. Objektgröße: 65 mm Durchmesser; Max. Spannung: 160 kV |
Zerstörungsfreie und dreidimensionale Betrachtung von Bauteilen |
The Institute of Polymer Technology organizes seminars with practical demonstrations and symposias on selected topics regularly. An overwiew of the currently planned events can be found on here Fachtagungen und Seminare.