Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Messung der Materialeigenschaften

Die EDX-(Energy Dispersive X-ray Analysis)-Methode wird häufig in der Rasterelektronenmikroskopie (REM) eingesetzt. Über die Sekundärstrahlung wird die Röntgenstrahlung nach ihrem Energiespektrum analysiert.

Das verwendete Rasterelektronenmikroskop verfügt über eine Feld- emissionskathode, welche eine laterale Auflösung im Bereich von wenigen Nanometern ermöglicht. In das Gerät ist ein energiedispersives Spektroskop zur quantitativen Materialanalyse integriert. Die EDX-Analyse nutzt den Effekt, dass beim Beschuss von Materialien mit Atomen und Elektronen die freigesetzte Röntgenstrahlung für jedes Element eine charakteristische Wellenlänge hat. Zu

jedem Übergang gehört eine diskrete Energie. Die Energiedifferenz der am Elektronenübergang beteiligten Niveaus wird als Röntgenstrahlung freigesetzt.

Bei der EDX-Analyse nimmt ein Röntgendetektor die Strahlung auf und wandelt sie in Stromstöße um, die mit einem Pulsprozessor verstärkt und gemessen werden (Bild 5.16). Nachfolgend werden die Stromimpulse in einen Ventilkanalspeicher weitergeleitet, entsprechend ihrer Amplitude sortiert und schließlich zu einem Röntgenspektrum zusammengesetzt. Die Messung wird mit einem Programm qualitativ und quantitativ ausgewertet.

EDX


Rechner/ Datanausgabe
Probe



Bildschirm/ Terminal




2005 imt 5017-043
Bild 5.16: Schematische Darstellung der Rasterelektronenmikroskopie

Der große Vorteil der EDX-Analyse besteht in der Möglichkeit, sehr kleine Volumen analysieren zu können. Dabei sind Fehlstellen und grobe Verschmutzungen von der Messung ausgenommen. Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Arbeitsgeschwindigkeit und darin, dass keine Präparation der Probe vor (oder nach) der Messung nötig ist.

Der Nachteil dieser Messmethode liegt in der geringen Nachweis- empfindlichkeit. Das bedeutet, dass ein Element mit niedriger Konzentration (< 2%) nur sehr schwer oder gar nicht nachzuweisen ist. Ein weiterer Nachteil ist die Abhängigkeit des Messvorgangs von der Rauheit der Probe. Auch können bei aus mehreren Elementen zusammengesetzten Materialien die Energiewerte der einzelnen Elemente so nah beieinander liegen, dass sie nicht mehr unterschieden werden können.

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