Unerwartete Verfärbungen nach metallografischer Präparation? Überprüfen Sie die Harz-Proben-Grenzfläche.

Haben Sie jemals ein Präparat geschliffen, poliert und geätzt und am nächsten Tag unerklärliche Flecken oder Verfärbungen festgestellt?

Dieses Problem kann besonders ärgerlich sein bei der Vorbereitung beschichteter, plattierter oder oberflächenbehandelter Bauteile, wie z. B. verchromter Zahnräder, vernickelter Teile, thermisch gespritzter Beschichtungen und aufgekohlter oder nitrierter Schichten. Nachschleifen und erneutes Polieren lösen das Problem möglicherweise nicht, da die Ursache nicht im Polierprozess selbst, sondern an der Grenzfläche zwischen dem Einbettungsharz und dem Werkstück liegen kann.

Wie kann ein Schrumpfspalt zu Verfärbungen führen?

Einbettungsharze schrumpfen während des Aushärtens oder Abkühlens. Je nach Harzsystem und Prozessbedingungen kann diese Schrumpfung einen mikroskopischen Spalt zwischen dem Harz und der Probe erzeugen.

Obwohl dieser Spalt mit bloßem Auge nicht sichtbar ist, kann er einen Durchgang für Flüssigkeiten bieten, die bei der Probenpräparation verwendet werden, darunter Kühlflüssigkeiten, Poliersuspensionen und Ätzmittel.

Flüssigkeit, die sich im Spalt ansammelt, kann nach der Präparation, Reinigung oder Trocknung allmählich austreten und hartnäckige Flecken oder Verfärbungen auf der Probenoberfläche hinterlassen. Dadurch kann eine ansonsten gut präparierte Probe, selbst nach wiederholtem Polieren, fehlerhaft erscheinen.

Die Grenzfläche zwischen Harz und Probe ist daher ein wichtiger Faktor, der bei der Untersuchung unerklärlicher Verfärbungen nach der Präparation berücksichtigt werden muss.

Warum reagieren beschichtete und oberflächenbehandelte Proben besonders empfindlich?

Bei plattierten, beschichteten und einsatzgehärteten Proben ist die Erhaltung der Unversehrtheit der Probenkante von entscheidender Bedeutung.

Wenn das Einbettungsharz nicht ausreichend mit der Probe haftet, können sich Spalten an der Grenzfläche bilden. Flüssigkeiten können in diese Spalten eindringen und mit der Beschichtung oder dem Substrat in Kontakt kommen, was potenziell zu Verfärbungen oder Grenzflächenangriffen führen kann.

Eine unzureichende Grenzflächenhaftung kann zudem dazu führen, dass sich das Harz beim Schleifen und Polieren vom Prüfkörper löst. Dies kann das Risiko von Kantenverrundung, Ablösung der Beschichtung oder scheinbarer Delamination erhöhen und somit die Messung der Beschichtungsdicke und die mikrostrukturelle Interpretation beeinträchtigen.

Für diese Anwendungen, geringe Schrumpfung, starke Haftung und zuverlässiger Randhalt sind wichtige Kriterien bei der Auswahl eines Einbettungsharzes.

Kantenerhaltende Einbettungsharze: Unterstützung der Proben-Harz-Grenzfläche

TROJAN bietet Montageharzlösungen an, die für Anwendungen entwickelt wurden, bei denen Kantenstabilität und Grenzflächenintegrität von entscheidender Bedeutung sind.

Ziel ist es, einen engen Kontakt zwischen dem Harz und der Probe herzustellen, Grenzflächenspalte zu minimieren und eine ausreichende Unterstützung beim anschließenden Schleifen und Polieren zu gewährleisten.

Heißmontage: Kantenhalteharz EP 2237

TROJAN EP 2237ist ein hochwertiges Epoxid-Heißeinbettungsharz, das für hohe Härte, starke Kantenstabilität, gute Haftung an der Probenoberfläche sowie gute Schleif- und Poliereigenschaften entwickelt wurde.

Es eignet sich für harte Werkstoffe wie gehärtete Zahnräder, Hartmetalle und Keramiken sowie für plattierte, beschichtete und einsatzgehärtete Proben, die eine zuverlässige Kantenunterstützung erfordern.

Kaltmontage: TJ-2568 Hochpenetrierendes Epoxidharz

TROJAN TJ-2568Es handelt sich um ein langsam aushärtendes Epoxidharz mit einer Aushärtungszeit von etwa 45–90 Minuten. Dank seiner geringen Schrumpfung, guten Haftung und Kantenstabilität eignet es sich für poröse oder rissige Proben und Bauteile, bei denen eine sorgfältige Kantenerhaltung erforderlich ist.

Bei Verwendung mit geeigneten druckunterstützten Montagevorrichtungen kann es dazu beitragen, eingeschlossene Luft zu reduzieren und die Qualität des montierten Präparats zu verbessern.

Zusätzliche Kaltmontageoptionen

Weitere Optionen sind:

• TJ-2228 Langsamhärtendes Epoxidharz – geeignet für anorganische Werkstoffe, bei denen geringe Schrumpfung und Kantenstabilität wichtig sind.
• TJ-2226 Epoxidharz – eine weitere Option für die Kaltmontage, abhängig von den Anforderungen an die Probe und den gewünschten Montageeigenschaften.

Das am besten geeignete Harz hängt vom Probenmaterial, der Beschichtungs- oder Schichtstruktur, der Hitzeempfindlichkeit und den Anforderungen des nachfolgenden Präparationsprozesses ab.

Praktische Überlegungen für eine bessere Schnitthaltigkeit

Bei der Untersuchung von Verfärbungen oder Randfehlern sollte der gesamte Einbettungs- und Präparationsprozess berücksichtigt werden: Zusätzliche Kalteinbettungsoptionen

1. Untersuchen Sie die Grenzfläche zwischen Harz und Probe. Achten Sie auf Lücken, Ablösungen oder Bereiche, in die Flüssigkeit eingedrungen sein könnte.
2. Wählen Sie ein Harz mit geeigneten Schrumpfungs- und Haftungseigenschaften. Berücksichtigen Sie das Probenmaterial und die Notwendigkeit einer Randhaftung.

3. Verwenden Sie die geeignete Montagemethode. Vakuum- oder druckunterstützte Montage kann bei porösen Proben oder Anwendungen, bei denen Lufteinschlüsse ein Problem darstellen, hilfreich sein.

4. Überprüfen Sie den gesamten Vorbereitungsprozess. Reinigung, Trocknung, Harzauswahl sowie Schleif- und Polierbedingungen können das Endergebnis beeinflussen.

Anhaltende Verfärbungen können vielfältige Ursachen haben, daher sollte neben anderen möglichen Kontaminationsquellen oder Oberflächenverfärbungen auch die Harz-Proben-Grenzfläche untersucht werden.

Abschluss

Eine sauber aussehende Oberfläche bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Probe korrekt präpariert wurde. Bei beschichteten, plattierten und oberflächenbehandelten Werkstoffen kann die Integrität der Harz-Proben-Grenzfläche die Kantenstabilität, die Oberflächenreinheit und die Zuverlässigkeit der nachfolgenden metallografischen Untersuchung beeinflussen.

Durch die Auswahl eines für die Probe und die Anwendung geeigneten Einbettungsharzes können Labore das Risiko von präparationsbedingten Artefakten verringern und die Konsistenz von Schichtdickenmessungen und mikrostrukturellen Analysen verbessern.

Zuverlässige Metallographie beginnt mit den Details – einschließlich der Grenzfläche, die man möglicherweise nicht sehen kann.