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01.11.2004

Oberflächen- und Schichtanalytik
bei oberflächenveredeltem Feinblech

Beispiel: Dünnphosphatierung auf verzinktem Feinblech

Besonders in der Automobilindustrie ist die Nachfrage nach beschichtetem Feinblech kontinuierlich gewachsen und führt zur Substitution von unbeschichtetem Stahlblech.

Dünne Phosphatschichten von 30 – 60 mg/m² Phosphor (Nickel, Mangan, Zink-Phosphat) auf elektrolytisch (ZE)- und feuerverzinktem (Z) Stahl verbessern die Umformbarkeit beim Tiefziehen und die Korrosionsbeständigkeit. Im metallkundlich / metallografischen Labor der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH wird die Topografie und die chemische Zusammensetzung der Dünnphosphatierung ermittelt, um so ein vollständiges Bild von Werkstoffen und Werkstoffsystemen zu erhalten.

Die Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) wird verwendet, um die Struktur von Oberflächen darzustellen und um die chemische Zusammensetzung im Mikrobereich zu analysieren. Die sehr dünnen amorphen Phosphatschichten (etwa 1/2000 der Dicke eines menschlichen Haares) sind erst bei hohen Vergrößerungen erkennbar (Bild 1).

Unser modernes EDX-System ist in der Lage, in wenigen Minuten eine qualitative und quantitative Elementanalyse durchzuführen. Dabei werden alle Elemente ab Ordnungszahl fünf (Bor) gleichzeitig gemessen; wahlweise als Punkt-, Linien- oder Flächenanalyse.

Am Glimmentladungsspektrometer (GDOES) wird die chemische Zusammensetzung mit hoher Tiefenauflösung bestimmt. Es entstehen quantifizierte Konzentrationsprofile. Für jedes ausgewählte Element , z.B. Phosphor, wird die Auflage in mg/m² berechnet (Tabelle 1).

Die durch Oberflächen- und Schichtanalytik gewonnenen Erkenntnisse dienen somit zur Optimierung der Herstellungsparameter neuer Beschichtungen.

Dipl.-Ing. Sybille Preißler