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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 />
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Electron Backscatter<br />
Diffraction, Proc. EuroMet<br />
2000, Saarbrücken,<br />
Germany (2000) to appear<br />
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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 />
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Katrakova, D.; Mücklich,<br />
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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 />
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Mechanical Methods,<br />
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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