Die Untersuchungen bei Schadfällen respektive die Untersuchungen an geschädigten Bauteilen erfolgen in Anlehnung an die VDI Richtlinie 3822.
VDI Richtlinie 3822:
- Schadensbeschreibung
- Bestandsaufnahme
- Hypothese
- Instrumentelle Analytik
- Ergebnis/Auswertung
Um erstellte Hypothesen zu bestätigen oder zu widerlegen sind instrumentelle Untersuchungen und deren Auswertungen erforderlich. Hierbei wird neben der lichtoptischen Mikroskopie führend die Rasterelektronenmikroskopie eingesetzt, um beispielsweise Verschleiß oder Brüche zu detektieren.
Verschleiß ist in tribologischen Systemen mit 4 Verschleißmechanismen hinterlegt (Abrasion, Adhäsion, Tribochemische Reaktion, Hertzsche Pressung). Die vorbenannten Verschleißarten können anhand ihrer Erscheinungsform unter Zuhilfenahme der instrumentellen Analytik bestimmt und ausgewertet werden.
Brüche werden in Anlehnung an die VDI Richtlinie 3822, Blatt 2 instrumentell untersucht. Auch hier greift führend die rasterelektronenmikroskopische Betrachtung, um Aussagen zu den Bruchmechanismen generieren zu können.
Die Abbildung zeigt das im RISV Laborbefindliche lichtoptische Mikroskop VHX-5000 des Herstellers Keyence.
Untersuchungsgrundlage REM
Die Rasterelektronenmikroskopie ist signifikant von der lichtoptischen Mikroskopie zu unterscheiden. Bei der lichtoptischen Mikroskopie wird bei hohen Vergrößerungen die Tiefenschärfe erheblich verschlechtert, so dass hier physikalische Grenzen frühzeitig erreicht sind.
Bei der Rasterelektronenmikroskopie spielt die Lichtwellenlänge keine Rolle, da hier die Probenoberfläche mit einem Elektronenstrahl abgerastert wird. Der Elektronenstrahl besitzt eine andere Wellenlänge als das Licht, wo durch bei höheren Vergrößerungen größere Tiefenschärfen generiert werden können. Die Bilddarstellungen sind in Grauabstufungen hinterlegt. Je nachdem, welcher Detektor zur Auswertung herangezogen wird, können die Bilder differenziert betrachtet werden.
Nutzt man einen Rückstreuelektronen-Detektor, so werden die Grauabstufungen in den Bildern in Abhängigkeit der Atommasse hinterlegt. Bildpunkte, welche hell erscheinen, sind höheren Atommassen geschuldet, solche Bildpunkte, welche dunkler erscheinen, zeigen Teilsektoren mit niedrigerer Atommasse.
Verwendet man die Auswertung über einen Sekundärelektronen-Detektor, so wird die Oberfläche scharf skizziert dargestellt. Diese Vorgehensweise ist hilfreich bei dezidierten Betrachtungen von Oberflächen, etwa zur Bestimmung von verschleißbedingten Wirkmechanismen.
Die bei der Rasterelektronenmikroskopie hinterlegte EDX-Analyse (energiedispersive Röntgenanalytik) gibt dem Untersuchenden die Möglichkeit, die an der Oberfläche befindlichen Elemente zu bestimmen. Mit wenigen Ausnahmen können hier fast alle bekannten Elemente detektiert werden.
Die Elementen-Bestimmung wird häufig genutzt, um beispielsweise in tribologischen Systemen eine Zuordnung von Partikeln oder Fremdbeladungen aufzuzeigen.
Die neben stehende Abbildung zeigt das im RISV Labor befindliche SU-3500 mit geöffneter Schleuse.
