Übersicht der oberflächenanalytischen Verfahren

Oberflächenanalytische Verfahren sind anspruchsvolle, physikalische Analysetechniken, die auf unterschiedliche Weisen von oberflächennahen Substanzen und Materialien Informationen gewinnen.

Jedes einzelne Verfahren liefert spezifische Informationen zur Zusammensetzung, zu Verbindungen oder der Struktur der Oberfläche. Konkrete Problemstellungen und Materialfragen aus der Praxis lassen sich meist nur mit einer Kombination ausgewählter Methoden lösen. Durch unsere jahrzehntelange Erfahrung auf den Gebieten der Physik, Analytik, Chemie und Werkstoffkunde können wir Ihnen bei der Wahl einer optimalen Verfahrenskombination zur Seite stehen. Auch bei der anschließenden Auswertung und Interpretation der Resultate können Sie auf unser Expertenwissen zurückgreifen.

 

 

Augerelektronen-Spektroskopie

Die Augerelektronen-Spektroskopie (kurz AES) hat sich als besonders oberflächensensitives Verfahren zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung dünner Schichten oder zum Nachweis von Kontaminationen auf Oberflächen seit einigen Jahren etabliert.

Augerelektronen-SpektroskopieEin typisches Einsatzgebiet der Augerelektronen-Spektroskopie AES findet sich in der Metallurgie. Dort wird es als wichtiges Verfahren im Zusammenhang mit Problemen bei der Segregation genutzt. Auch für die Beurteilung von Bruchflächen, Oxidation, Korrosion und Katalyse stellt die Augerelektronen-Spektroskopie ein wichtiges Verfahren dar.

Durch die Fokussierung und Rasterung des einfallenden Elektronenstrahls auf die Oberfläche des Probenmaterials kann eine Abbild der Elementverteilung (Mapping) der Probenoberfläche erreicht werden. Eine Analyse und ein entsprechendes Mapping sind durch geringe Nachweisgrenzen und eine hohe Ortsauflösung (von bis zu 20 nm) gekennzeichnet.

 


Photoelektronen-Spektroskopie

Das als Photoelektronen-Spektroskopie (oder auch als Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie, kurz XPS) bezeichnete Verfahren dient zur Untersuchung des chemischen Bindungszustandes von Atomen und der Elementzusammensetzung des Probenmaterials. Das Probenmaterial kann beliebig sein, beispielsweise Metalle, Kunststoffe usw.

Photoelektronen-SpektroskopieDie Photoelektronen-Spektroskopie XPS wird oft als Nachweis von Verbindungen eingesetzt, was vorwiegend für den Kunststoffbereich zum Tragen kommt. Das Verfahren wird hauptsächlich verwendet, um Untersuchungen von Problemstellungen in Bereichen von Kontaminationen (Verunreinigungen), Haftung, behandelten Oberflächen oder der Metalloxidation zu ermöglichen.

 


Glimmentladungs-Spektroskopie

Das Verfahren der Glimmentladungs-Spektroskopie (auch bezeichnet als Glimmlampenemissions-Spektralanalyse, kurz GDOS) dient zur schnellen Tiefenprofilanalyse an dicken Schichten und Schichtsystemen (zwischen 0,01 bis 100 µm) und liefert Abtragsraten von 1 bis 10 µm/min.

Glimmentladungs-SpektroskopieAnwendung findet dieses Verfahren beispielsweise in der Serien- und Reihenuntersuchung von Proben in der Stahlindustrie. Dabei liefert die Glimmentladungs-Spektroskopie GDOS Analysen von Spurenelementen in Reinmaterialien und Reinstmaterialien.

Mithilfe der Tiefenprofilanalyse lassen sich bei Schichtsystemen Aussagen zum Aufbau gewinnen.

 


Sekundärionen-Massenspektrometrie

Ein wichtiges Verfahren mit sehr hoher Nachweisempfindlichkeit und sehr hoher Oberflächenempfindlichkeit stellt die Sekundärionen-Massenspektrometrie (kurz SIMS) dar.

Sekundärionen-MassenspektrometrieBei der Sekundärionen-Massenspektrometrie SIMS können Elementabbildungen von Oberflächen erstellt werden. Aber auch Tiefenprofilanalysen von Festkörpern und dünnen Schichten können gemessen werden. Weiterhin lässt sich die elementare Zusammensetzung beliebiger Proben bestimmen, weshalb das Verfahren oft als Spurenanalyse verwendet wird.

Eine besondere Variante der Sekundärionen-Massenspektrometrie SIMS stellt die Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (kurz ToF-SIMS) dar. Diese Variante hat sich zur Identifizierung und zum hochempfindlichen Nachweis organischer und anorganischer Bedeckungen auf Oberflächen und zur generellen Analyse von Kunststoffe etabliert.

HDZ Sachverständigenbüro für Schichttechnik und Oberflächentechnik

 

Prof. Dr. rer. nat. habil.
Alexander Freiherr von Richthofen
Diplom-Physiker

Lehr- und Forschungsgebiet:
Schichttechnik und Oberflächentechnik

 


Von der Industrie- und Handelskammer Aachen
öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger
für Schichttechnik & Oberflächentechnik


 


Über uns

Heutzutage werden im Produktionsprozess nahezu aller technischen Produkte Verfahren der Schicht- und Oberflächentechnik eingesetzt, um organische, metallische oder keramische Schichten abzuscheiden oder Randschichten zu modifizieren.

Zu den klassischen Verfahren gehören u.a. das Lackieren, Galvanisieren und Emaillieren. Zu den High-Tech-Verfahren gehören die äußerst anspruchsvollen Varianten der Plasmatechnologie, wie das Plasmabeschichten und Plasmaoberflächenmodifizieren.
Weit über einhundert Verfahren der Schicht- und Oberflächentechnik werden mittlerweile eingesetzt - und ständig kommen neue hinzu.

In den letzten Jahren hat sich aufgrund der Vielzahl und der Komplexität der Beschichtungsverfahren und deren Anwendungen der Bereich "Schicht- und Oberflächentechnik" als eigenständige, interdisziplinär ausgerichtete Fachrichtung in der Wissenschaft und Technik etabliert.

Diesem Umstand hat die Industrie und Handelskammer Aachen (IHK Aachen) Rechnung getragen und den Gründer des HDZ Sachverständigerbüros Aachen, Herrn Prof. Dr. Alexander von Richthofen als interdisziplinär tätigen Sachverständigen für Oberflächen- und Schichttechnik öffentlich bestellt und vereidigt.


Übersicht unserer typischen Themengebiete

Als kompetenter Ansprechpartner für Fragen zu Beschichtungen, Schichtsystemen, Oberflächenschädigungen bishin zur Korrosion bearbeiten wir verschiedenste Fragestellungen. Wir erstellen als Sachverständige gutachterliche Stellungnahmen, Privatgutachten, gerichtlich verwertbare Gutachten und richterlich verfügte Gutachten.

Und obwohl gutachterliche Berichte stets als Einzelfallbetrachtungen gesehen werden, treten vor allem die folgende Sachlagen regelmäßig auf und werden von uns als Routineleistung angeboten.

Gerichts- und Privatgutachten

  • Oberflächenschäden / Oberflächen
  • Schichtschäden / Beschichtungsschäden / Schicht / Beschichtung
  • Werkstoffschäden / Korrosionsschäden / Materialversagen
  • Unfallrekonstruktion: vergleichende Lackuntersuchung und Lackanalyse von PKW und LKW / Wendelbruchuntersuchung / Materialermüdung / Materialversagen



AKTUELL:

 

Fachvortrag beim 16. Aachener Interdisziplinäres Verkehrssymposium 2016


 

Prof. Dr. Alexander von Richthofen trug am Freitag, dem 11. November 2016 seine Erkenntnisse zu vergleichenden Lackuntersuchungen im Rahmen des "16. Aachener Interdisziplinäres Symposium 2016" vor.

Er zeigt, wie man bei einer Unfallrekonstruktion hilfreiche Informationen durch die mikroanalytische Untersuchung (mittels Elektronenmikroskopie) von Lackproben der beteiligten Fahrzeuge erhalten kann. In diesem ausgewählten Fall lieferte das Verfahren entscheidende Ergebnisse zur Interpretation.

Hier erfahren Sie mehr.


Wissenschaftlicher Anspruch

Untrennbar mit der Tätigkeit als Gutachter und Sachverständiger ist die akkurate und zielführende Beantwortung von Fragestellungen verbunden. Dies beinhaltet auch die Einbindung verschiedener analytischer Methoden und Verfahren. Eine Auflistung unserer analytischen Methoden finden Sie hier.

Weiterführend steht auch die wissenschaftliche Arbeit im engen Zusammenhang zur Arbeit als Gutachter und Sachverständiger. Die Forschung führt zu immer neuen Entwicklungen und erweitert die vorhandenen Verfahren. Es ist unabdingbar, dass ein Sachverständiger auf diese Entwicklungen Bezug nimmt.

Publikationen

Statt auf wissenschaftliche und technologische Fortschritte zu reagieren, gehen wir einen Schritt weiter und beteiligen uns direkt im Bereich der Forschung und Entwicklung.

Prof. von Richthofen hat in den letzten Jahren mehr als 35 Publikationen veröffentlicht und ist auch bei vielen unveröffentlichten Entwicklungen beratend tätig. Schwerpunkte sind hier selbstverständlich die Oberflächentechnik und Schichttechnik, aber auch die Werkstofftechnik, Legierungsentwicklung, Korrosionsverhalten und Analytik.

 

Weiterführende Links und Publikationsverzeichnisse:



Einsatzfelder und Beispiele der gutachterlichen Tätigkeit

Das Gutachter- und Sachverständigenwesen wird im Wesentlichen durch zwei Eigenschaften beschrieben.

Zum Ersten ist es das (spezialisierte) Wissen eines Fachgebietes. Hierbei ist es einem Gutachter möglich, problemlos auf die teilweise komplexen Fragestellungen zu seinem Wissensbereich Stellung nehmen zu können.

Zum Anderen arbeitet ein Gutachter und Sachverständiger unabhängig. Er bildet sich seine Meinung aufgrund objektiv gewonnenener Ergebnisse und mithilfe seines Kenntnisstandes. Daher wird eine gutachterliche Dienstleistung oft mit gerichtlichen Streitfällen assoziiert. Und tatsächlich gehören Gerichtsgutachten zur Kernkompetenz eines Sachverständigen.
Aber auch abseits von Gerichtsverfahren kann ein Sachverständiger wichtige Arbeit leisten. Denn oft wird eine schriftliche und verbindliche Aussage benötigt, um einen Schadensfall bewerten zu können. Ebenso kann ein Gutachter Fachfragen beantworten oder zu und Problemstellungen Stellung nehmen.

Einige Beispiele unserer gutachterlichen Tätigkeit haben wir hier zusammengestellt.

Zusammenfassung relevanter Themen

Gutachter für Korrosion, Gutachter für Schichttechnik, Gutachter für Oberflächentechnik, Materialverschleiß, Materialabtrag, Erosion, verschiedene Werkstoffe und Materialien, Materialanalyse, Gutachten für Werkstoffprobleme, Gutachten bei Materialversagen, Werkstoffanalysen, Werkstoffversagen, Materialprüfungen, Sachverständiger, Werkstoffprüfung, Werkstoffeignung, Materialeignung

 


Mitarbeiter

Dipl.-Ing. Marcus Pröhl