Schicht- und Oberflächenanalytik für die Industrie und Forschung

Ein Team aus erfahrenen Mitarbeitenden bearbeitet ihre Aufträge.
© Fraunhofer IST
Ein Team aus erfahrenen Mitarbeitenden bearbeitet ihre Aufträge.

Die Analytik-Abteilung des IST hat im Rahmen einer Vielzahl von Forschungsprojekten ein fundiertes Know-how im Bereich Materialanalytik und Prüftechnik aufgebaut. Seit 25 Jahren bieten wir dies auch industriellen Kunden als Dienstleistung an.

Sie suchen Unterstützung bei: Material- und Prozessentwicklung, Qualitätssicherung, Schadensanalysen oder Reverse Engineering?

Wir bieten

  • die Analyse von Oberflächen, Schichten und Massivmaterialien
  • Beratung zu optimalen Analysenmethoden
  • Kombination einer Vielzahl modernster Verfahren
  • vertrauliche Auftragsbearbeitung
  • schnelle Bearbeitung, auch innerhalb von 24 Stunden

Unsere Kompetenzen und Anwendungsfelder im Bereich Material-, Schicht- und Oberflächenanalyse sowie Prüftechnik

Chemische und strukturelle Analyse

Mikroskopie und Oberflächenvermessung

Mechanische Charakterisierung

Reibungs- und Verschleißmessung

Optische Charakterisierung

Photokatalytische Messtechnik

Weitere Analysemethoden

Unsere Referenzen

BMW Group
Continental
Federal Mogul GmbH
Ford Forschungszentrum Aachen
HAUZER Techno Coating
H-O-T Härte- und Oberflächentechnik GmbH & Co. KG
ionbond Netherlands BV
iwis motorsysteme GmbH & Co. KG
NXP Semiconductors
OC Oerlicon Balzers AG
PLANSEE SE
PLATIT AG
pro-beam AG & Co. KG
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Silgan White Cap Deutschland GmbH
Tajco Germany GmbH
ThyssenKrupp Bilstein GmbH
WEFA Inotec GmbH

Chemische und strukturelle Analyse

Das Fraunhofer IST bietet die Möglichkeit, die chemische Elementzusammensetzung von Schichten und Oberflächen mit hoher lateraler Auflösung (< 1 µm mittels EDX/WDX) und hoher vertikaler Auflösung (~1 nm mittels SIMS), hoher Nachweisgrenze und hoher Oberflächenempfindlichkeit (XPS) zu bestimmen. 

Mit Hilfe der Röntgenbeugung (XRD) können die Kristallstruktur, Korngrößen, Texturen und Eigenspannungen charakterisiert werden.

 

Energie- und Wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie

Chemische Elementanalyse mit hoher lateraler Auflösung und Empfindlichkeit

 

Sekundärionen Massenspektroskopie

Chemische Elementanalyse mit hoher Tiefenauflösung und Nachweisempfindlichkeit

 

Röntgen Photoelektronen Spektroskopie

Chemische Elementanalyse von Oberflächen und Bindungszuständen

 

Optische Glimmentladungsspektroskopie

Chemische Elementanalyse dicker Schichten

 

Röntgenbeugung

Kristallstrukturanalyse, Korngrößen, Texturen und Eigenspannungen

 

Röntgen-Reflektometrie

Schichtdicke, Dichte und Rauheit ultradünner Schichtsysteme

Mikroskopie und Oberflächenvermessung

Am Fraunhofer IST stehen eine Vielzahl von Mikroskopie-Verfahren zur Verfügung, die einen großen Bereich verschiedener Vergrößerungen abdecken: Das beginnt mit der einfachen Stereolupe, gefolgt von diversen optischen Mikroskopen mit hochwertiger digitaler Bildaufnahme, konfokaler Lasermikroskopie, die eine optische 3D-Abbildung und Vermessung erlaubt, taktile Profilometrie zur 2D- und 3D-Abbildung von Oberflächen, Rasterelektronenmikroskopie mit bis zu 100 000-facher Vergrößerung und schließlich der Rasterkraftmikroskopie (AFM), mit der höchste laterale und vertikale Auflösungen (< 1 nm) erreicht werden.

 

Rasterkraftmikroskopie

3-dimensionale Abbildung und Vermessung mit höchster lateraler und vertikaler Auflösung

 

Optische Mikroskopie

2- und 3-dimensionale Abbildung und Vermessung von Oberflächen

 

Profilometrie

2- und 3-dimensionale Abtastung von Oberflächen mit hoher vertikaler Auflösung 

 

Rasterelektronen-Mikroskopie

Kombinierte Abbildung und chemische Analyse von Oberflächen und Materialien

 

Focused Ion Beam

Herstellung von lokalen Präzisionsquerschnitten erlaubt den Blick unter die Oberfläche

Mechanische Charakterisierung

Das IST bietet eine Reihe von Mess- und Prüfverfahren, mit denen mechanische Eigenschaften von Schichten und Oberflächen bestimmt werden können. Das sind z. B. die Mikro- und Nanoindentierung, mit denen sich Härte und Elastizitätsmodul von Schichten im Mikro- und Submikrometerbereich bestimmen lassen. Mechanische Eigenspannungen können bei kristallinen Materialien mittels Röntgenbeugung (siehe XRD) bestimmt werden. Eine weitere wichtige mechanische Kenngröße von Schichten ist auch die Stärke der Haftung von Schichten auf dem Substrat. Diese kann bei harten Materialien mittels Scratch- oder Rockwelltest bestimmt werden. Zug- und Biegetest können spezielle Dehnungsbelastungen von beschichteten Bauteilen simulieren. Und nicht zuletzt ist die Schichtdicke eine der wesentlichen Basisgrößen die bestimmt wird. Hierfür gibt es abhängig von Material, Dicke, Substrat, Geometrie, etc. eine ganze Palette von Verfahren, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen optimale Ergebnisse liefern.

 

Mikro- und Nanoindentierung

Bestimmung von Härte und Elastizitätsmodul dünner Schichten

 

Schichtdicke

Profilometrisch, Querschliff, Kalotte, RFA, XRR, EPMA

 

Schichthaftung

Scratch, Rockwell, Gitterschnitt, Stirnabzug

Reibungs- und Verschleißmessung

Am Fraunhofer IST stehen eine Reihe von Reibungs- und Verschleißprüfständen zur Verfügung mit denen sich verschiedene mechanische Kontaktsituationen nachstellen lassen: Trockenlauf, Lauf unter Schmierstoffen, Lauf bei hohen Temperaturen oder hohen Lasten, abrasiver Bedingungen, Ermüdungsverschleiß oder Prüfung auf der Mikroskala. Viele dieser Prüfungen können entsprechend ISO, DIN oder ASTM Norm durchgeführt werden.

 

Pin-on-Disk Test

Adhäsiver Reibungs- und Verschleißtest

 

Hochlast-Hochtemperatur-Test

Adhäsiver Reibungs- und Verschleißtest

 

Kalottenverschleißtest

Abrasive Verschleißprüfung

 

Taber Abraser Test

Abrasive Verschleißprüfung

 

Sandrieseltest

Erosionsprüfung

 

Impact Test

Ermüdungsverschleiß

 

Scheuertest

Abriebprüfung mittels Bürsten oder textilen Oberflächen

Optische Charakterisierung

Schichten und Oberflächen können am Fraunhofer IST mithilfe verschiedener optischer Verfahren charakterisiert werden. Sowohl für Substrate oder Einzelschichten als auch Schichtstapel werden die spektralen Eigenschaften wie Transmission, Reflexion oder Absorption aber auch der Brechungsindizes und Schichtdicken ermittelt. Neben einer normgerechten oder an Kundenbedürfnisse angepassten Messung bieten wir auch die Auswertung und Interpretation der Messdaten.

 

Ellipsometrie

Bestimmung von Dicken und Dispersionen von Schichten

 

Photometrie

Messung von Transmission, Reflexion und Streuung

Photokatalytische Messtechnik

Photokatalytisch aktive Materialien und Oberflächen versprechen selbstreinigende, luftreinigende und antimikrobielle Eigenschaften. Als Maß der photokatalytischen Aktivität gilt die Bestimmung der Wirksamkeit, also wie effektiv und effizient schädliche oder störende Substanzen abgebaut werden. Das Fraunhofer IST bietet seinen Kunden für ihre Produkt- und Technologieentwicklung eine hohe Anzahl spezifischer und normgerechter Prüfmethoden für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche.

 

Photokatalytische Luftreinigung

Bestimmung der Luftreinigungswirkung

 

Photokatalytische Selbstreinigung

Bestimmung der Selbstreinigungswirkung

 

Beständigkeitsprüfungen

Prüfverfahren zur Bestimmung der Beständigkeit und Langzeitstabilität

Weitere Analysemethoden

 

Kontaktwinkelmessung

Bestimmung von Kontaktwinkel und Oberflächenenergie von Proben

 

Magnetische Messungen

Aufnahme von Hysteresekurven magnetischer Schichten

 

Salzsprühtest

Korrosionsprüfung nach DIN 9227