Auftragsanalytik für Oberflächentechnik und Beschichtung:
von der Fehlerursache bis zur Prozessoptimierung mit FIB-REM & ToF-SIMS
In der Oberflächentechnik und Beschichtungsindustrie entscheiden Materialaufbau, Grenzflächenqualität und chemische Zusammensetzung maßgeblich über Funktion, Lebensdauer und Prozessstabilität von Bauteilen. Bereits kleinste Defekte, Inhomogenitäten oder Veränderungen im Schichtsystem können Haftung, Verschleißverhalten, Korrosionsschutz und tribologische Eigenschaften beeinflussen.
Gleichzeitig steigen die Anforderungen an leistungsfähige, nachhaltige und regulatorisch zukunftssichere Beschichtungslösungen. Dies erfordert präzise materialanalytische Untersuchungen bis in den Nanometerbereich.
Das ILM unterstützt Unternehmen aus Oberflächentechnik und Beschichtung mit hochauflösender FIB-REM-Auftragsanalytik (Fokussierter Ionenstrahl kombiniert mit Rasterelektronenmikroskopie) sowie ergänzender ToF-SIMS-Analytik zur chemischen Tiefen- und Oberflächenanalyse.
Durch die Kombination struktureller und chemischer Informationen in einem integrierten Messworkflow lassen sich Schichtaufbau, Grenzflächen, Defekte und Materialverteilungen gezielt analysieren und direkt miteinander korrelieren.
Wir analysieren unter anderem:
Die Kombination aus struktureller und chemischer Analyse liefert belastbare Erkenntnisse für Entwicklung, Qualitätssicherung und Prozessoptimierung in der Oberflächentechnik.
Die folgenden Anwendungsszenarien zeigen beispielhaft, wie hochauflösende FIB-REM- und ToF-SIMS-Analytik Unternehmen dabei unterstützt, Schichtsysteme zu bewerten, Fehlerursachen sichtbar zu machen und Beschichtungsprozesse gezielt zu optimieren.
Die Substitution von PFAS-haltigen Beschichtungssystemen stellt viele Unternehmen der Oberflächentechnik vor eine zentrale Herausforderung. Insbesondere bei Antihaft- und Reibungsbeschichtungen müssen bestehende Materialsysteme durch PFAS-freie Alternativen ersetzt werden, ohne dass funktionale Eigenschaften oder Performance verloren gehen.
Zur Bewertung der Materialsysteme werden Oberflächenchemie, Schichtaufbau und Materialverteilung analysiert. Die Kombination aus struktureller und chemischer Analyse ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen etablierten und neuen Beschichtungssystemen.
Die Ergebnisse zeigen Unterschiede in Schichtarchitektur, Materialverteilung und funktionalen Grenzflächen, die gezielt zur Optimierung PFAS-freier Systeme genutzt werden können.
Ausfälle und Instabilitäten bei komplexen Multilayer-Systemen sind in der Oberflächentechnik keine ungewöhnliche Herausforderung. Insbesondere bei PVD- und CVD-Beschichtungen bleiben die Ursachen mit konventionellen Prüfmethoden häufig unklar.
Zur Fehleranalyse werden hochauflösende Querschnittsuntersuchungen der Schichtsysteme durchgeführt. Mithilfe kombinierter FIB-REM- und chemischer Analytik lassen sich nanoskalige Defekte, Grenzflächenprobleme und lokale Inhomogenitäten sichtbar machen. Die Untersuchung liefert detaillierte Erkenntnisse über kritische Schichtbereiche und potenzielle Schwachstellen im Beschichtungsprozess.
In der Oberflächentechnik ist die gezielte Reduktion von Schichtdicken ein häufiger Ansatz zur Material- und Kostenoptimierung. Gleichzeitig entsteht dabei die Herausforderung, funktionale Eigenschaften trotz geringerer Schichtstärke zuverlässig zu erhalten.
Zur Bewertung werden Schichtaufbau, Grenzflächen und funktionale Bereiche detailliert analysiert. Dadurch lässt sich nachvollziehen, welche Schichtzonen entscheidend für die Funktion sind und wo Einsparpotenziale bestehen. Die Ergebnisse unterstützen eine gezielte Anpassung der Schichtarchitektur bei gleichbleibender Performance.
Schnell & präzise: Hochauflösende Analytik durch erfahrene wissenschaftliche Expertenteams
Anwendungsorientiert: Klare Interpretation der Ergebnisse für Entwicklung, Prozessoptimierung und Qualitätssicherung in der Oberflächentechnik
Erweiterbar: Ausgangspunkt für weiterführende Entwicklungs- und Forschungsprojekte im Bereich Beschichtung und Materialsysteme
Innovationsfördernd: Unterstützung bei der Ableitung neuer Material- und Schichtsysteme sowie technologischer Weiterentwicklungen
Verlässlich: Kurzfristige Umsetzung von Geheimhaltungsvereinbarungen und vertrauliche Bearbeitung
Sie möchten eine materialwissenschaftliche Fragestellung klären oder ein konkretes Analyseprojekt im Bereich Oberflächentechnik starten?
Wir beraten Sie gerne zur passenden FIB-REM- und ToF-SIMS-Analytik für Ihre Anwendung.
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
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