30.08.2014 Aufrufe

Download als PDF (354 Kb) - Struers

Download als PDF (354 Kb) - Struers

Download als PDF (354 Kb) - Struers

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

Probenpräparation auf LaboPol-4 /<br />

LaboForce-1 für die<br />

Rückstreuelektronenbeugung<br />

Danka Katrakova 1 , Morten J.<br />

Damgaard 2 und Frank Mücklich 3<br />

1<br />

Continental AG, Hannover,<br />

Deutschland; früher bei 3 ;<br />

katrakova@hotmail.com<br />

2<br />

<strong>Struers</strong> A/S, Kopenhagen,<br />

Dänemark<br />

3<br />

Universität des Saarlandes,<br />

Funktionswerkstoffe, Saarbrücken,<br />

Deutschland<br />

Zusammenfassung<br />

Zur Untersuchung mittels Rückstreuelektronenbeugung<br />

(REB) wurden<br />

zahlreiche Proben auf der<br />

Gerätekombination LaboPol-4 /<br />

LaboForce-1 bei geringen Andruckkräften<br />

und mit niedriger Drehgeschwindigkeit<br />

präpariert. Bei dieser<br />

Messmethode wird das Signal in<br />

einer sehr dünnen Oberflächenschicht<br />

durch Wechselwirkungen<br />

erzeugt, was voraussetzt, dass die<br />

Probenpräparation äußerst schonend<br />

erfolgt und keinerlei Restverformung<br />

in der Probenoberfläche<br />

verbleibt.<br />

Der Artikel befasst sich mit einer<br />

Präparationsstrategie für die REB,<br />

und es werden für 16 verschiedene<br />

Materialien (Metalle, Intermetalle und<br />

Keramiken) erfolgreiche Präparationsverfahren<br />

vorgestellt. Die Ergebnisse<br />

werden mit alternativen Präparationsverfahren<br />

verglichen, beispielsweise<br />

mit abgewandeltem Standardpolieren<br />

und Vibrationspolieren.<br />

Einführung<br />

Die Rückstreuelektronenbeugung<br />

(REB) wurde in der Materialforschung<br />

sehr beliebt, <strong>als</strong> 1994 das erste automatische<br />

System auf den Markt kam.<br />

Der wesentliche Vorteil dieser Methode<br />

liegt in der Möglichkeit, morphologische<br />

(Korngröße und Form)<br />

mit kristallografischen Eigenschaften<br />

(Phase, Orientierung oder Missorientierung)<br />

auf mikroskopischer Ebene<br />

in Beziehung setzen zu können, wobei<br />

trotzdem ein repräsentativer Probenbereich<br />

erfasst wird [92Ran],<br />

[93Schw], [93Wri], [98Kat].<br />

Die Präparation verläuft wesentlich<br />

einfacher <strong>als</strong> die dünner Folien für<br />

die Durchstrahlungselektronenmikroskopie<br />

(TEM), ist andererseits<br />

aber weitaus anspruchsvoller <strong>als</strong> die<br />

für die Bildverfahren der Rasterelektronenmikroskopie<br />

(REM). Dies<br />

liegt zumeist an der sehr niedrigen<br />

Informationstiefe des REB-Sign<strong>als</strong><br />

aufgrund von Channeling-Effekten.<br />

Die Standardverfahren der Präparation<br />

- mechanisches Schleifen und<br />

Polieren - hinterlassen eine dünne<br />

Restverformungsschicht [82Sam],<br />

[99Pet], [99Van]. Diese Schicht wirkt<br />

sich auf die Licht- oder Rasterelektronenmikroskopie<br />

kaum aus,<br />

insbesondere wenn sie abgeätzt<br />

wird. Im Falle der REB reicht derartiges<br />

Vorgehen für die Erzeugung von<br />

ErkennungsPattern guter Qualität oft<br />

nicht aus.<br />

Zusätzliche Maßnahmen sind u.U.<br />

erforderlich. Klassische Ätzverfahren<br />

werden normalerweise für die REB<br />

nicht benutzt, weil der Kontrast auf<br />

Orientierungsunterschieden beruht.<br />

Sie werden geradezu vermieden,<br />

weil die erzeugte Oberflächenrauhigkeit<br />

aufgrund der starken<br />

Probenneigung (70°) stört.<br />

Präparationsstrategie für die REB<br />

Soll eine plane und sogar<br />

verformungsfreie Probenoberfläche<br />

hergestellt<br />

werden, müssen die Standardverfahren<br />

des Schleifens<br />

und Polierens abgewandelt<br />

werden. Diese<br />

Abwandlungen betreffen<br />

hauptsächlich die Endstufe<br />

der Präparation.<br />

Grundsätzlich gilt, dass<br />

mechanisches Schleifen<br />

und Polieren mit geringen<br />

Andruckkräften und bei<br />

kleinen Drehgeschwindigkeiten<br />

durchgeführt<br />

werden sollte. Die Endstufe<br />

kann je nach Materialtyp<br />

unterschiedlich<br />

ausgeführt werden; Abb. 1<br />

zeigt eine Zusammenfassung. Vibrationspolieren<br />

unter Anwendung<br />

von kolloidalem Siliziumdioxid liefert<br />

sehr oft die beste Lösung. Die Polierzeit<br />

kann dabei mehrere Stunden<br />

betragen. Deshalb müssen unter<br />

den Poliertüchern solche Typen<br />

sorgfältig ausgesucht werden, die<br />

auf der Probenoberfläche kein Relief<br />

erzeugen. Steht eine entsprechende<br />

Geräteausstattung nicht zur Verfügung,<br />

kann auch normales Rotationspolieren<br />

mit Siliziumdioxid annehmbare<br />

Ergebnisse erzielen. Zur<br />

Beschleunigung kann etwas Ätzmittel<br />

zugesetzt werden. Chemisches<br />

Polieren und moderates Ätzen stellen<br />

schnelle Verfahren dar, die zurückgelassene<br />

Verformungen mit Sicherheit<br />

beseitigen. Es ist allerdings<br />

darauf zu achten, dass weder Oberflächenschichten,<br />

Ätzgrübchen und/<br />

oder eine bedenkliche Rauhigkeit<br />

erzeugt werden.<br />

Das Elektropolieren ist eine weitere,<br />

sehr empfehlenswerte Methode.<br />

Auch hier sollte keine Oberflächenschicht<br />

verursacht werden. Leider<br />

ist das Elektropolieren nur auf elektrisch<br />

leitfähige Materialien anwendbar.<br />

"Schwierigen" Materialien, Keramiken<br />

bzw. Mineralien oder Metalle<br />

mit hoher Sauerstoffaffinität zählen<br />

Mechanisches Schleifen und Polieren<br />

Endstufe<br />

mechanisches<br />

Verfahren<br />

Vibrationspolieren<br />

Ätzpolieren<br />

Kolloidales SiO 2<br />

Abb.1:<br />

Präparationsverläufe für REB<br />

chemisches<br />

Verfahren<br />

Chemisches<br />

Polieren,<br />

leichtes<br />

Ätzen<br />

Elektrolyt. Polieren<br />

physikalisches<br />

Verfahren<br />

Ionenstrahlpolieren<br />

Plasmareinigen<br />

Glühen<br />

19


dazu, ist mit physikalischen Methoden<br />

beizukommen. Insbesondere<br />

sind Oxidschichten streng zu vermeiden<br />

- weshalb eine Glühbehandlung<br />

von Metallen beispielsweise in<br />

Schutzgasatmosphäre oder unter<br />

Vakuum stattfinden sollte. Auch sollte<br />

zur Vermeidung von zusätzlichen<br />

Schäden die Energie von Ionenstrahlen<br />

oder reaktivem Plasma<br />

niedrig gehalten werden.<br />

Experimente<br />

Ausrüstung<br />

Herkömmliches Rotationsschleifen/<br />

Polieren wird mit 5N Andruckkraft<br />

und einer Minimalrotation von 150<br />

U/min durchgeführt. Dem entspricht<br />

in einem 250 mm System eine<br />

Relativgeschwindigkeit von etwa 1<br />

m/s. Die Andruckkraft des<br />

LaboForce-1 kann zwischen Null<br />

und 20 N in Schritten von 2,5 N eingestellt<br />

werden. Die Rotationsgeschwindigkeit<br />

des LaboPol-4 lässt<br />

sich kontinuierlich zwischen Null und<br />

150 U/min einstellen; der Probenhalter<br />

rotiert mit 8 U/min, wodurch<br />

Relativgeschwindigkeiten zwischen<br />

Null und 0,88 m/s auftreten. Offensichtlich<br />

ermöglicht die Verwendung<br />

dieser Geräte eine sehr schonende<br />

Präparation. Selbstverständlich<br />

steigt damit auch die Präparationszeit<br />

beträchtlich an. Verglichen mit<br />

herkömmlichem mechanischem Polieren<br />

ist dieser Sachverhalt nachteilig.<br />

Ein anderer Nachteil liegt in der<br />

relativ bescheidenen Polierdynamik,<br />

die mit Poliergeschwindigkeiten von<br />

mehr <strong>als</strong> 10 U/min in Zusammenhang<br />

steht. Besteht nämlich ein<br />

starker Unterschied zwischen den<br />

Rotationsgeschwindigkeiten von<br />

Probenbeweger und Präparationsscheibe,<br />

wird die Probe vorzugsweise<br />

in einer Richtung poliert.<br />

Unter Verwendung weicher Poliertücher<br />

führt dieser Sachverhalt zu<br />

Polierartefakten, beispielsweise<br />

Kometenschweife [00Gee]. Sehr lange<br />

Polierzeiten mit Siliziumdioxid<br />

wirken sich auf die Wirtschaftlichkeit<br />

von Schleifmittelsuspension und erforderlicher<br />

Arbeitskraft ungünstig<br />

aus. Im Vergleich zum Vibrationspolieren<br />

ist dies nachteilig. Hinsichtlich<br />

des gesamten Zeitaufwandes ist<br />

das sanfte Rotationspolieren immer<br />

noch wesentlich schneller <strong>als</strong> die<br />

Vibrationsmethode, denn der Zeitbedarf<br />

für die Abwicklung der gesamten<br />

Präparation - und nicht nur<br />

für die Endstufe - bleibt in vertretbarem<br />

Rahmen. Zudem tritt die für<br />

Vibrationsschleifen typische Wellenbildung<br />

kaum auf.<br />

Materialien<br />

Es wurden unterschiedliche Materialien<br />

präpariert, anhand derer REB-<br />

Pattern guter Qualität zu erzielen<br />

waren. Die Testmaterialien unterschieden<br />

sich bezüglich ihrer Härte<br />

(wodurch das Präparationsverhalten<br />

stark beeinflusst wird) und ihrer<br />

REB-Informationstiefe. Die Austritttiefe<br />

der rückgestreuten Elektronen<br />

hängt sowohl von der Atomnummer<br />

<strong>als</strong> auch dem Atomgewicht ab und<br />

außerdem von der Materialdichte<br />

und der Elektronenenergie [93Joy].<br />

Über die genaue Informationstiefe<br />

der REB ist wenig bekannt. Zur<br />

Patternbildung trägt lediglich der<br />

kleine Anteil rückgestreuter Elektronen<br />

mit geringem Energieverlust bei<br />

(wogegen die anderen den diffusen<br />

Patternhintergrund bilden) und ist<br />

damit geringer. Sie hängt sicherlich<br />

von der Atomnummer, dem Atomgewicht<br />

und der Beschleunigungsspannung<br />

des REM ab.<br />

In verschiedenen Ansätzen wurde<br />

die räumliche Auflösung (einschließlich<br />

der Tiefe) einiger Materialien<br />

durch Monte-Carlo-Simulation<br />

Abb. 2:<br />

Probenmaterialien<br />

unterschiedlich in Härte<br />

und REB Informationstiefe;<br />

R(BS) entspricht<br />

der Austrittstiefe der<br />

rückgestreuten<br />

Elektronen bei 20 kV;<br />

R(REB) entspricht<br />

ungefähr 25% von<br />

R(BS). EBSP von<br />

einigen Materialien sind<br />

zusammen mit Ihren<br />

PQI’s angegeben<br />

20


Abb. 3:<br />

Vorgehensweise<br />

Probe<br />

2<br />

3<br />

Schleifen<br />

Polieren<br />

1 standard standard<br />

standard<br />

standard<br />

Endpolieren<br />

neu<br />

vibration<br />

38<br />

Probenpräparation auf LaboPol-4 /<br />

LaboForce-1 für die<br />

Rückstreuelektronenbeugung<br />

4<br />

[98Ren] berechnet. Demzufolge<br />

beträgt die<br />

5<br />

Informationstiefe des<br />

REB-Sign<strong>als</strong> etwa ein<br />

Viertel der Austritttiefe aller<br />

rückgestreuten Elektronen mit 90<br />

% igem Energieanteil der<br />

Primärelek-tronen. Hinsichtlich der<br />

mechanischen Präparation und der<br />

in der Materialoberfläche erzeugten<br />

Restspannung muss die Materialhärte<br />

berücksichtigt werden. Die<br />

Härte wird hauptsächlich durch die<br />

chemische Zusammensetzung und<br />

den Verarbei-tungsverlauf<br />

beeinflusst. Die untersuchten Materialien<br />

liegen im Bereich von 5,5 bis<br />

1756 HV, und die grobe Abschätzung<br />

der REB-Informationstiefe liegt<br />

zwischen 20 und 370 nm (Abb. 2)<br />

[00Kat]. Alle Materialien befanden<br />

sich in grobkörnigem<br />

Gleichgewichtszustand wodurch sichergestellt<br />

ist, dass auftretende<br />

Patternveränderungen tatsächlich<br />

von der Präparation stammen.<br />

Verfahren<br />

Von jedem Material wurden fünf Proben<br />

genommen. Drei davon wurden<br />

auf einer regulären Rotationspoliermaschine<br />

(RotoPol-22 / RotoForce-<br />

4) geschliffen und poliert. Die Endstufe<br />

wurde einmal auf der gleichen<br />

Maschine, einmal auf der neuen<br />

(LaboPol-4 / LaboForce-1) bzw.<br />

einmal auf dem Vibrationspoliergerät<br />

ausgeführt.<br />

Die vierte Probe wurde ausschließlich<br />

auf der neuen Maschine präpariert,<br />

und die letzte Probe wurde<br />

vibrationsgeschliffen und -poliert<br />

(Abb. 3). Die Präparation wurde beendet,<br />

wenn eine für lichtmikroskopische<br />

Zwecke tauglich erscheinende<br />

Oberfläche erzielt worden<br />

war. Es wurde die REB-Qualität<br />

überprüft. Falls erforderlich, wurde<br />

die Endstufe wiederholt, abgewandelt<br />

oder verworfen und demzufolge<br />

wurde dann eine neue Variante versucht.<br />

neu<br />

vibration<br />

neu<br />

vibration<br />

Ergebnisse und Diskussion<br />

Die Präparationsqualität wurde anhand<br />

der REB-Qualität (Pattern-<br />

Qualitäts-Index, PQI) <strong>als</strong> Maßstab<br />

beurteilt [00Kat].<br />

Eine verlässliche, automatische<br />

REB-Abrasterung ist nur dann möglich,<br />

wenn die REB-Pattern eine<br />

gute Qualität (Kontrast) besitzen und<br />

damit vom Computer erfasst werden<br />

können. Die Durchschnittshöhe gemessener<br />

Spitzen der für die<br />

Patternerkennung verwendeten<br />

Hough-Transformation [92Kri] kann<br />

<strong>als</strong> Qualitätsparameter benutzt werden<br />

[94War], [98TSL]. Dabei ist zu<br />

beachten, dass der so definierte<br />

Pattern-Qualitäts-Index (PQI) auch<br />

von anderen Faktoren abhängt, beispielsweise<br />

dem Kristallsystem, der<br />

Orientierung und anderen. Trotzdem<br />

ist er ein gutes, wenn auch nicht absolutes<br />

Maß für die Verformungsverhältnisse<br />

im Streuvolumen des<br />

Materi<strong>als</strong>. Bei automatischen Abrasterungen<br />

ist ein PQI größer <strong>als</strong> 80<br />

wünschenswert. Je nach Kristallsymmetrie<br />

und Orientierung können<br />

Pattern mit kleineren PQIs ebenfalls<br />

richtig indexiert werden.<br />

Auch mit gängigen mechanischen<br />

Präparationsverfahren wurden<br />

manchmal gute Ergebnisse erzielt,<br />

was insbesondere auf sehr harte<br />

Materialien wie Keramiken zutraf,<br />

allerdings auch auf einige Metalle.<br />

Es muss aber auch erwähnt werden,<br />

dass jegliche Unterstützung aus den<br />

Bereichen Chemie und Physik erforderlich<br />

war. Der wichtigste Vorteil<br />

besteht in der kurzen Präparationszeit.<br />

"Schwierigere" Materialien waren<br />

oft dadurch in den Griff zu bekommen,<br />

wenn die Durchführung<br />

ihrer Endstufe auf der neuen Maschine<br />

erfolgte; eine Vibrationsbearbeitung<br />

ist dagegen immer erfolgreich.<br />

Erfolgte die gesamte Präparation<br />

auf dem neuen Gerät, zeigten<br />

alle Metalle REB-Pattern ausgezeichneter<br />

Qualität. Oft wurde zur<br />

Erhöhung der Präparationsgeschwindigkeit<br />

ein Ätzmittel zugesetzt.<br />

Harte Materialien (HV > 250) waren<br />

ohne chemische Unterstützung<br />

schwer, Keramiken in vernünftiger<br />

Zeit nicht zufriedenstellend zu präparieren.<br />

Weitere Versuche, insbesondere<br />

durch Variation der Poliertücher<br />

und Schleifmittel, könnten andere<br />

Ergebnisse liefern. Meistens<br />

erzielt das Vibrationspolieren REB-<br />

Pattern mit der besten Qualität. Der<br />

Hauptnachteil liegt im hohen Zeitaufwand.<br />

Dieser ist jedoch akzeptabel,<br />

weil zusätzliches Schleifmittel und<br />

Arbeitskraft dafür nicht erforderlich<br />

sind. Wird die gesamte Präparation<br />

(einschließlich Schleifen) durch<br />

Vibration ausgeführt, tritt starke<br />

Oberflächenwelligkeit auf, weil sich<br />

die Kratzertiefe nicht so wirkungsvoll<br />

wie die Verformungstiefe verringern<br />

lässt. Lange Polierzeiten können<br />

starke Reliefbildung verursachen,<br />

insbesondere bei Keramiken. Deshalb<br />

muss die Auswahl des Tuchs<br />

sorgfältig getroffen werden.<br />

Abb. 4 und Abb. 5 zeigen den Vergleich<br />

üblicher Präparationsverfahren,<br />

inklusive dem Vibrationspolieren,<br />

mit mechanischem Polieren<br />

bei geringer Andruckkraft und mit<br />

niedriger Drehgeschwindigkeit. In<br />

beiden Fällen besteht das Probenmaterial<br />

aus Titan. Verglichen mit<br />

den gängigen Präparationsverfahren<br />

ist erkennbar, dass etwas Verformung<br />

zurück bleibt, insbesondere in<br />

den Randbereichen - d.h. Verformungszwillinge.<br />

Auch ist der Kontrast<br />

bei der Lichtmikroskopie und<br />

bei dem REB-Pattern geringer, was<br />

wiederum Oberflächenschädigung<br />

bestätigt. Das Ergebnis des weicheren<br />

Rotationspolierens ist dem des<br />

Vibrationspolierens vergleichbar.<br />

Aber die Rotationsmethode ist viel<br />

schneller. Vergleicht man mit einer<br />

nur vibrationspolierten Probe, so<br />

weist diese Maschine Vorteile bezüglich<br />

Gleichmäßigkeit und Planheit<br />

(Abb. 5) auf.<br />

21


Abb. 4:<br />

a) Korrekt präparierte Probe mit hohem PQI -<br />

reduzierte Kraft und Umdrehungsgeschwindigkeit<br />

(LaboPol-4 / LaboForce-1)<br />

b) Standard Präparation - Kantenbereich -<br />

niedrigerer Kontrast, Verformungszwillinge<br />

(RotoPol-22 / RotoForce-4)<br />

Sind in einem Labor die erforderlichen<br />

Geräte vorhanden, so zielt die<br />

Präparationsstrategie für Materialien<br />

mit mehr <strong>als</strong> 80 HV auf herkömmliches<br />

Schleifen und Polieren, dem<br />

sich eine modifizierte Endstufe auf<br />

der Poliervorrichtung mit reduzierter<br />

Andruckkraft und verringerter Drehgeschwindigkeit<br />

anschließt. Gelegentlich<br />

reicht der Einsatz der Standard-Maschine<br />

aus, insbesondere<br />

bei chemischer Unterstützung. In<br />

a)<br />

a)<br />

b)<br />

b)<br />

bestimmten Fällen kann auch die<br />

neue Maschine auf Schwierigkeiten<br />

stoßen oder einen sehr langen<br />

Bearbeitungsgang erfordern, wobei<br />

dann dem Vibrationspolierer der Vorrang<br />

zu geben ist.<br />

Weiche Materialien (HV unter 80)<br />

sollten auf der neuen Maschine geschliffen<br />

und poliert werden und<br />

(falls erforderlich) wird ihre Endstufe<br />

auf dem Vibrationsgerät ausgeführt<br />

(Abb. 5). Beim Entfernen der Verformungen<br />

ist oft ein Ätzgang zwischen<br />

den verschiedenen Polierstufen sehr<br />

hilfreich; das Verfahren wird dadurch<br />

beträchtlich beschleunigt. Der Ätzmittelzusatz<br />

in der Endstufe ist vorsichtig<br />

zu dosieren, weil ja kein Ätzeffekt,<br />

sondern ein Beschleunigungseffekt<br />

und eine Beseitigung der Verformungsschicht<br />

erzielt werden soll.<br />

Schlussfolgerungen<br />

LaboPol-4/LaboForce-1 ist ein sehr<br />

nützliches Poliergerät zur Probenpräparation<br />

für die REB.<br />

Insbesondere kann die gesamte<br />

Präparation weicher Metalle sehr<br />

schonend, zeiteffizient und unter minimaler<br />

Relieferzeugung ausgeführt<br />

werden. Zudem ist das Gerät sehr<br />

zu empfehlen, wenn in der Endpolierstufe<br />

eine Suspension von Siliziumdioxid<br />

benutzt wird. Dies trifft<br />

auf alle Materialien zu - selbst Keramiken.<br />

Die Maschine könnte auch<br />

bei der Präparation anderer weicher<br />

Materialien wie Polymere einsetzbar<br />

sein oder bei solchen, die oberflächensensitive<br />

Techniken unterworfen<br />

werden, beispielsweise Atomkraftmikroskopie<br />

oder Rasterdurchstrahlungsmikrokopie.<br />

Danksagung<br />

Die Autoren bedanken sich bei allen<br />

<strong>Struers</strong> Mitarbeitern, die sie mit Ratschlägen<br />

bezüglich der Präparationsverfahren<br />

für die verschiedenen<br />

Materialien unterstützt haben.<br />

Anhang<br />

Präparationsverfahren für die<br />

untersuchten Materialien<br />

Es werden nur solche Präparationsverfahren<br />

erwähnt, die auf LaboPol-<br />

4/ LaboForce-1 ausgeführt wurden.<br />

Alternative Präparationsmöglichkeiten<br />

werden nur dann beschrieben,<br />

wenn sie im Sinne der<br />

REB-Qualität bessere Resultate erzielten.<br />

Falls nicht anders erwähnt,<br />

wurden in der Regel <strong>Struers</strong><br />

Fig. 5:<br />

a) Korrekt präparierte Probe mit hohem PQI<br />

(siehe Fig. 4a)<br />

- niedrige Rauhigkeit: 8 nm;<br />

b) Komplette Präparation durch<br />

Vibrationspolieren -<br />

Rauhigkeit deutlich höher: 229 nm.<br />

Gemessene Fläche: 1,26 mm x 0,95 mm.<br />

22


38<br />

Probenpräparation auf LaboPol-4 /<br />

LaboForce-1 für die<br />

Rückstreuelektronenbeugung<br />

Material<br />

Unterlage Körnung, Schmier- [U/min] Kraft [N] Zeit<br />

Korngröße mittel (min)<br />

Sn SiC-Papier # 4000 Äthylenglykol 150 5 Bis plan<br />

MD-Pan 6 µm Blau 150 5 5<br />

Ätzen: * = 5 g Ammoniumpersulfat + 50 ml dest. Wasser, 10-15 s<br />

MD-Mol 3 µm Rot 100 5 30<br />

MD-Chem OP-S* Wasser, Seife 75 2,5 10<br />

Al SiC-Papier # 1200 Wachs; Wasser 150 5 Bis plan<br />

MD-Mol 3 µm Grün 150 5 15<br />

MD-Dur OP-S Wasser, Seife 100 5 15<br />

MD-Nap OP-S Wasser, Seife 100 2,5 5<br />

Zn SiC-Papier # 1200 Äthylenglykol 150 5 Bis plan<br />

MD-Mol 3 µm DiaPlus 150 5 15<br />

MD-Nap OP-U* Wasser, Seife 100 5 5<br />

* = Nital, 3 %<br />

Mg SiC-Papier # 2400 Äthylenglykol 150 5 Bis plan<br />

MD-Mol 3 µm Gelb 150 5 20<br />

Ätzen: Nital, 3 % (Isoamylalkohol), 10-20 s<br />

MD-Nap 1 µm Gelb 100 2,5 15<br />

MD-Chem OP-S Ethanol (1:1) 75 2,5 15<br />

Wasserkontakt vermeiden, nur mit Äthanol reinigen, DP-A verwenden<br />

Cu SiC-Papier # 1200 Wasser 150 5 Bis plan<br />

MD-Pan 9 µm DiaPlus 150 5 15<br />

Ätzen: * = 3,3 g FeCl 3 + 10 ml HCl + 40 ml dest. H 2 O, einige Sekunden<br />

MD-Mol 3 µm DiaPlus 150 5 45<br />

MD-Chem OP-S* Wasser, Seife 100 5 30<br />

Al (Li) SiC-Papier # 1200 Wasser 150 5 Bis plan<br />

SiC-Papier # 4000 Wasser 150 5 5<br />

MD-Dur OP-S Wasser, Seife 100 2,5 25<br />

MD-Nap OP-S Wasser, Seife 75 2,5 60<br />

Fe SiC-Papier # 800 Wasser 150 7,5 Bis plan<br />

MD-Allegro 6 µm Wasser 150 7,5 10<br />

MD-Dac 3 µm Blau 150 Blau 15<br />

MD-Chem OP-S Wasser, Seife 100 5 10<br />

Verbrauchsmaterialien benutzt. Entsprechende<br />

Konkurrenzprodukte<br />

werden bei [99Pet] genannt. Es ist<br />

zu beachten, dass 150 U/min auf<br />

dem LaboPol-4 / LaboForce-1 nicht<br />

150 U/min einer herkömmlichen<br />

Poliermaschine entsprechen. Begründung:<br />

die Probe rotiert mit 8 U/<br />

min und nicht wie gewöhnlich mit<br />

150 U/min. Falls ein Ätzmittelzusatz<br />

zur Siliziumdioxid-Suspension verwendet<br />

wurde, ist dies mit einem (*)<br />

gekennzeichnet und die chemische<br />

Zusammensetzung findet sich im<br />

entsprechenden Teil der Tabelle.<br />

Literatur<br />

[00Gee]<br />

[00Kat]<br />

[99Pet]<br />

[99Van]<br />

[98Kat]<br />

[98Ren]<br />

[98TSL]<br />

[94War]<br />

Geels, K.; Gillesberg, B.:<br />

Polishing Dynamics, Prakt<br />

Metallogr 37 (2000) 150<br />

Katrakova, D.; Mücklich, F.;<br />

Damgaard, M.J.:<br />

Specimen Preparation and<br />

Electron Backscatter<br />

Diffraction, Proc. EuroMet<br />

2000, Saarbrücken,<br />

Germany (2000) to appear<br />

Petzow, G.: Metallographic<br />

Etching, Ohio,<br />

ASM International (1999)<br />

Vander Voort, G.F.:<br />

Metallography Principles<br />

and Practice, Ohio, ASM<br />

International, Materi<strong>als</strong><br />

Park (1999)<br />

Katrakova, D.; Mücklich,<br />

F.: Orientation Imaging<br />

Microscopy - a Powerful<br />

Tool for Materi<strong>als</strong><br />

Characterization,<br />

www.uni- sb.de/techfak/<br />

fb15/fuwe/oim (1998)<br />

Ren, S.X.; Kenik, E.A.;<br />

Alexander, K.B.; Goyal, A.:<br />

Exploring Spatial Resoluti<br />

on in Electron Back-<br />

ScatteredDiffraction Expe<br />

riments via Monte Carlo<br />

Simulation, Microsc<br />

Microanal 4 (1998) 15<br />

TSL: OIM Data Collection<br />

User Manual, Drapper,<br />

Utah, USA, TexSEM<br />

Laboratories (1998)<br />

Wardle, S.T.; Lin, L.S.;<br />

Cetel, A.; Adams, B.L.:<br />

Orientation Imaging<br />

Microscopy: Monitoring Re<br />

sidual Stress Profiles in<br />

Single Cryst<strong>als</strong> Using an<br />

ImageQuality Parameter,<br />

IQ, Proc. MSA'94, New<br />

Orleans (1994) 680<br />

23


Material<br />

Unterlage Körnung, Schmier- [U/min] Kraft [N] Zeit<br />

Korngröße mittel (min)<br />

Ti SiC-Papier # 500 Wasser 150 10 Bis plan<br />

SiC-Papier # 1200 Wasser 150 10 20<br />

MD-Chem OP-S Wasser, Seife 100 7,5 90<br />

Be SiC-Papier # 1200 Wasser 150 10 Bis plan<br />

MD-Largo 9 µm DiaPlus 150 10 10<br />

MD-Nap 1 µm Rot 150 10 15<br />

Leicht Ätzen: H 2 SO 4 , 10 %, einige Sekunden<br />

Ni SiC-Papier # 1200 Wasser 150 15 Bis plan<br />

MD-Dac 3 µm Grün 150 10 20<br />

LeCloth Alumina, 1 µm Water 100 7,5 20<br />

LeCloth Alumina, 0,3 µm Wasser 100 7,5 25<br />

MD-Chem OP-S Wasser, Seife 100 7,5 15<br />

TiAl SiC-Papier # 500 Wasser 150 10 Bis plan<br />

MD-Dur 6 µm Blau+H 2 O 2 ,1:1 150 15 35<br />

MD-Dur 3 µm Blau+H 2 O 2 ,1:1 150 12,5 15<br />

MD-Chem OP-S* Wasser, Seife 75 7,5 15<br />

Material<br />

OPS* = OPS + H 2 O 2 + NH 4 OH = 8:1:1<br />

RuAl MD-Pan 15 µm Rot 150 15 Bis plan<br />

MD-Dur 6 µm Blau 150 15 10<br />

MD-Dur 3 µm Blau 150 15 10<br />

LeCloth Alumina, 1 µm Wasser 100 10 20<br />

LeCloth Alumina, 0,3 µm Wasser 100 10 25<br />

MD-Chem OP-S Wasser, Seife 100 10 15<br />

RhAl SiC-Papier # 800 Wasser 150 15 Bis plan<br />

MD-Allegro 6 µm Grün 150 15 15<br />

MD-Dac 3 µm Grün 150 15 20<br />

MD-Dur 1 µm Grün 150 15 30<br />

MD-Chem OP- S Wasser, Seife 100 10 30<br />

Ätzen: 10 ml HNO 3 + 100 ml HCl + 50 ml H 2 O, heiß, 1-5 min<br />

Unterlage Körnung, Schmier- [U/min] Kraft [N] Zeit<br />

Korngröße mittel (min)<br />

BaTiO 3 RotoPol 22 / RotoForce 4<br />

MD-Plan 15 µm Blau 150 25 Bis plan<br />

MD-Allegro 6 µm Blau 150 25 5<br />

MD-Pan 6 µm Blau 150 30 7<br />

MD-Dac 3 µm Blau 150 25 5<br />

LeCloth Tonerde, 1 µm Wasser 150 20 5<br />

LeCloth Tonerde, 0,3 µm Wasser 150 20 5<br />

Ätzen: 5 ml HCl + 5 ml HNO 3 + 1 ml HF + 89 ml H 2 O, 5-10 Sekunden<br />

[93Joy]<br />

[93Wri]<br />

[92Kri]<br />

[92Ran]<br />

[82Sam]<br />

Joy, D. C.: Scanning<br />

Electron Microscopy in<br />

Materi<strong>als</strong> Science and<br />

Technology 2A, Cahn, R.<br />

W. Haasen, P., VCH (1993)<br />

221 [93Schw] Schwarzer,<br />

R.A.: The Determination of<br />

Local Texture by Electron<br />

Diffraction - A Tutorual Re<br />

view, Tex Microstr 20<br />

(1993) 7<br />

Wright, S. I.: A Review of<br />

Automated Orientation<br />

Imaging Microscopy (OIM),<br />

J Comp Assisted<br />

Microscopy 5 (1993) 207<br />

Krieger Lassen, N. C.; Juul<br />

Jensen, D.; Conradsen,<br />

K.: Image Processing<br />

Procedures for Analysis of<br />

Electron Back Scattering<br />

Patterns, Scanning<br />

Microscopy 6 (1992) 115<br />

Randle, V.: Microtexture<br />

Determination and its<br />

Applications, London, The<br />

Institute of Materi<strong>als</strong><br />

(1992)<br />

Samuels, L. E.: Metallographic<br />

Polishing by<br />

Mechanical Methods,<br />

Ohio, ASM International,<br />

Met<strong>als</strong> Park (1982)<br />

ZrO 2 RotoPol 22 / RotoForce 4<br />

MD-Plan 15 µm DiaPlus 150 25 Bis plan<br />

MD-Plan 9 µm DiaPlus 150 25 5<br />

MD-Plan 6 µm DiaPlus 150 25 10<br />

MD-Dur 3 µm DiaPlus 150 25 10<br />

MD-Dur 1 µm DiaPlus 150 25 10<br />

MD-Plus 0,25 µm DiaPlus 150 20 10<br />

MD-Chem OP-AA Wasser 150 20 15<br />

Glühen: 1200 °C, 10 min<br />

Al 2 O 3 RotoPol 22 / RotoForce 4<br />

24<br />

MD-Plan 15 µm DiaPlus 150 30 Bis plan<br />

MD-Plan 9 µm DiaPlus 150 30 5<br />

MD-Plan 6 µm DiaPlus 150 30 10<br />

MD-Dur 3 µm DiaPlus 150 30 10<br />

MD-Dur 1 µm DiaPlus 150 25 10<br />

MD-Plus 0,25 µm DiaPlus 150 25 10<br />

MD-Chem OP-AA Wasser 150 20 15<br />

Glühen: 1200 °C, 15 min

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!