Funken-Emissions-Spektroskopie (F-OES)

Die optische Emissionsspektrometrie OES ermöglicht eine sehr genaue Analyse von metallischen Werkstoffen mit hoher Nachweisgrenze. Hierbei wird die Eigenschaft genutzt, dass jedes Element bzw. dessen Ionen ein spezifisches Lichtspektrum bei entsprechender Anregung emittiert.

Dazu müssen die Atome zunächst in einen ionisierten Zustand überführt werden. Im Falle der Funkenanregung wird über gepulste Funkenentladungen zunächst eine kleine Menge Metall an der Oberfläche geschmolzen, verdampft, atomarisiert und schließlich ionisiert.

Das von der Probe emittierte Licht gelangt über ein Beugungsgitter und eine komplexe Optik auf eine CCD Zeile und wird dort analysiert und ausgewertet. Die Quantifizierung erfolgt anhand von Kalibriergeraden. Dies hat zur Folge, dass für die zu untersuchenden Werkstoffe eine Kalibrierung existieren muss.

Die Funken OES ist zur Analyse metallischer Werkstoffe anderen, oft erheblich teureren Methoden in mehreren Punkten überlegen. Durch den relativ großen Brennfleck (Durchmesser 5 - 8 mm) ist die Methode sehr integral und unempfindlich gegenüber Gefügeinhomogenitäten, wie Ausscheidungen. Die Nachweisgrenze liegt um Größenordnungen niedriger als bspw. bei EDX. Wichtige Elemente wie Kohlenstoff und Stickstoff in Stählen lassen sich somit viel exakter bestimmen. Zudem ist die Probenpräparation durch Überschliefen der Probe denkbar einfach.

Ihr Vorteil

Wir messen für Sie nicht nur die Werkstoffzusammensetzung. Sie profitieren bei uns immer vom Knowhow erfahrender Metallographen und Werkstoffwissenschaftler. Darüber hinaus kann Ihre spezielle Problemstellung weiterführende Untersuchungen, wie REM/EDX, TOF-SIMS, XPS, FT-IR, ICP-MS erforderlich machen. Bei uns erhalten Sie alle diese Methoden als Paket aus einer Hand.

Unsere Leistungen

  • Schnelle und präzise Analyse von Eisen- und Nichteisenmetallen:
    • Eisen-Basis: niedriglegierter Stahl, Cr-Cr/Ni.Stahl, …  inklusive Stickstoffbestimmung für die eindeutige Bestimmung von Duplex Stählen
    • Aluminium-Basis: Rein-Aluminium, Knet- und Gusslegierungen (z.B. AlSi, AlMg)
    • Kupfer-Basis: Rein-Kupfer, Messing, Bronzen
    • Nickel-Basis: Rein-Nickel, Nickellegierungen (z.B. Hastelloy, Inconel)
    • Titan-Basis: Rein-Titan (ASTM-Grade 1 bis 4) und Titanlegierungen wie Ti6Al4V (Grade 5)

Anwendungen

Die sehr umfangreiche, weltweite Normen umfassende Werkstoffdatenbank ermöglicht eine exakte Zuordnung einer gemessenen Zusammensetzung zu einem bestimmten Werkstoff.

Maschinen- und Anlagenbau

  • Stahlsortenbestimmung
  • Legierungsbestimmung / Überprüfung von Abweichungen zur Sollzusammensetzung: hoch- und niedriglegierte Stähle, Aluminiumlegierungen, Messing, Bronze, Ni-Basislegierungen
  • Ermittlung des Kohlenstoffgehalts bei niedriglegierten Stählen, Härtbarkeit
  • Fehler- und Schadensfallanalyse, z.B. Kontaktkorrosion durch ungeeignete Werkstoffpaarungen, Schweißfehler, mechanisches Versagen

Medizintechnik

  • Überprüfung von Implantatwerkstoffen, z.B. Titanlegierungen
  • Drähte: spezieller Drahtaufsatz ermöglicht die Untersuchung von Drähten bis 2,5 mm

Probenanforderungen

  • Planare Proben mit einer Fläche vom 10 mm
  • Kleinteileadapter für Probenflächen ab 5 mm Durchmesser
  • Aufsatz für Drähte ab 3 mm Durchmesser
  • Mindestdicke 2 mm, materialabhängig

Spezifikationen

  • Konzentrationsbereich von ca. 50 μg/g (ppm) bis 100 Gew.-%
  • speziellen Nachweisgrenzen sind abhängig von der Probenmatrix bzw. Material

Normenauszug

In Anlehnung an:

ASTM E 415a
Optische Emissionsspektralanalyse unter Vakuum von unlegiertem und niedriglegiertem Stahl
ASTM E 1999
Standard test method for analysis of cast iron using optical emission spectrometry
DIN EN 14726
Aluminium und Aluminiumlegierungen – Chemische Analyse – Leitfaden für die optische Funkenemissionsspektralanalyse
DIN EN 15079
Kupfer und Kupferlegierungen - Analyse durch optische Emissions-spektrometrie mit Funkenanregung (F-OES)
DIN EN 14726
ASTM E 1086
ASTM E 1999
Titan und Titanlegierungen, optische Funkenemissionsspektralanalyse (F-OES)

Ihr Ansprechpartner

SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Königsbrücker Landstr. 161
01109 Dresden

t +49 351 8841-200
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