Korrosion – REM, TEM, FIB, EDX

Korrosion ist ein komplexer Prozess, der oft an mikroskopisch feinen Strukturen und Zusammensetzungen sichtbar wird. Durch den gezielten Einsatz moderner elektronenmikroskopischer Methoden lassen sich Ursachen sowie der Verlauf von Korrosion besser verstehen und daraus effektive Gegenmaßnahmen ableiten. Das Fraunhofer IFAM verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Elektronenmikroskopie und den Zugriff auf leistungsstarke Instrumente, um praxisnahe Analysen zu liefern.

Rasterelektronenmikroskopie (REM) ermöglicht hochauflösende Oberflächenabbildungen von Korrosionsprodukten, Pitting- und Crack-Mustern sowie Beschichtungen. REM liefert kontextualisierte Oberflächenbilder und Topographie-Informationen, die visuell nachvollziehbar sind und eine klare Priorisierung von Handlungsbedarf und Maßnahmen ermöglichen. Ergänzend liefert die energie-dispersive Röntgenanalytik (EDX) im REM eine grobe bis quantitative Verteilung der Elemente in der Abbildung, sodass sich Phasen oder Verunreinigungen lokalisieren und deren räumliches Muster besser einschätzen lassen. Diese Infos unterstützen schnelle Einschätzungen zu Passivierungsschichten oder Beschichtungswirkungen.

Focused Ion Beam (FIB) wird direkt nach dem REM/EDX eingesetzt, um gezielt potenzielle Korrosionsursachen zu erforschen: Mit dem FIB lassen sich feine Quer- oder Tiefenschnitte an verdächtigen Stellen erstellen, um Geometrie, Grenzflächen und Passivierungsschichten detailliert zu untersuchen. Integrierte FIB-EDX-Analysen ermöglichen eine korrelierte Zuordnung von Geometrie und elementarer Verteilung und helfen so, Hypothesen zur Korrosion zu überprüfen. Weiterhin bietet die FIB die optionale Herstellung von TEM-Lamellen: Mit dem FIB lassen sich dünne Probenlamellen aus Verdachtsregionen präparieren, die dann im TEM untersucht werden. Dadurch lassen sich die chemische Zusammensetzung, Phasenverteilung und Strukturen auf Nanometermaßstab detailliert analysieren, um die Mechanismen der Korrosion noch tiefer zu verstehen und zu validieren.

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) geht einen Schritt tiefer: Spannungs- und Phasenstrukturen, nanometergroße Korrosionsprodukte etc. lassen sich aufklären. EDX im TEM ermöglicht präzise lokale elementare Analysen auf Nanometer-Skala und erlaubt die Identifikation von Korrosionsphasen sowie deren Verteilung innerhalb von Grenzflächen, Schichten oder Ausscheidungen. So können Details zum Mechanismus der Korrosion, zur Diffusions- bzw. Reaktionskinetik und zu möglichen Schutzmaßnahmen auf der Nanometer-Ebene untersucht werden

Zusammengefasst bietet das Fraunhofer IFAM eine praxisnahe, nachvollziehbare Lösung: hochaufgelöste REM-Bilder mit EDX-Informationen für Oberflächen- und Schichtanalysen; FIB-basierte Querschnittspräparation an auffälligen Probenstellen inklusive REM-gestützter Untersuchungen und der Herstellung von TEM-Lamellen, um die Analyse noch weiter voranzutreiben; TEM-Analysen mit EDX für Nanometer-Details in Struktur und Chemie. Dabei profitieren Sie von etablierten Workflows, kurzen Wegen vom Probenentnahme- bis zum Ergebnisbericht, und einer verständlichen Kommunikation der Ergebnisse mit konkreten Optimierungsvorschlägen für Materialien, Beschichtungen oder Prozesse.