Interferenzschichten-Metallographie

Metallography
Herstellung und Untersuchung von metallographischen Schliffproben, die mit dünnen interferenzfähigen Schichten versehen sind.

Polierte Schliffflächen werden durch das Aufbringen von Interferenzschichten physikalisch kontrastiert, (Pepperhoff-Verfahren). Im Vergleich zu geätzten Proben werden bei der Betrachtung mit dem Auflicht-Mikroskop Hell-Dunkel-Kontraste verbessert und Farbtonunterschiede verstärkt.

Auch für Untersuchungen mit der Mikrosonde findet das Verfahren Anwendung, da hier die Probenoberflächen genau eben sein müssen und eine mit dem chemischen Ätzen verbundene Aufrauung vermieden wird.

Zur Vorbereitung müssen die Proben poliert, mit Alkohol gereinigt und sehr sorgfältig getrocknet werden. Danach werden Interferenzschichten durch Aufdampfen oder Zerstäuben aufgebracht. Beim erstgenannten Verfahren kommt eine Bedampfungsanlage mit einer Vakuumkammer zum Einsatz. Die Probe wird mit der polierten Fläche nach unten in die Anlage eingebaut. Unterhalb der Probe befindet sich der Schichtwerkstoff in einem Schiffchen aus hochschmelzendem Metall (Wolfram, Molybdän). Eine Blende deckt die Verdampferquelle zunächst ab, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist. Wenn der Schichtwerkstoff gleichmäßig verdampft oder sublimiert, wird die Blende zur Seite geschwenkt, so dass die Schlifffläche beschichtet werden kann.

Beim Zerstäuben (auch Sputtern) handelt es sich um einen Kathodenzerstäubungsprozess in einer Gasentladungskammer. Die zu beschichtende Probe wird als Anode geschaltet, während die Kathode (auch Target) aus dem Schichtwerkstoff besteht. Durch eine elektrische Gasentladung werden positiv geladene Gasionen erzeugt, die durch die Spannung zwischen Anode und Kathode beschleunigt werden. Treffen die Ionen auf die Kathode, so werden Atome aus dem Target herausgeschlagen und in alle Richtungen zerstäubt. Ein Teil der Targetatome gelangt auf die Probenoberfläche und bildet hier die Interferenzschicht.

Die Untersuchung von metallographischen Schliffproben mit Interferenzschichten erfolgt in monocromatischem Licht (beispielsweise in grünem Licht), weil der Gefügekontrast in eng begrenzten Wellenlängenbereichen besonders hoch ist.

Taschenbuch der Gießerei-Praxis

Jährlich aktualisierte Ausgabe des Nachschlagewerks für das Gießereiwesen.