Unter der EDX Analyse sind Materialanalysen zu verstehen, in welchen chemische Elemente bestimmt werden.
Somit lässt sich dieses Verfahren einsetzen, um präzise eine Materialzusammensetzung zu bestimmen. Die energiedispersive Röntgenspektroskopie (kurz EDX) wird am Rasterelektronenmikroskop, an Metallen oder auch Nichtmetallen durchgeführt.
Mit der speziellen energiedispersive Röntgenspektroskopie Analyse lassen sich unter anderem auch eine Schichtdickenmessung der Beschichtung im Nanobereich durchführen.
Die genaue Erklärung der Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)
In diesem Energiedispersive Röntgenspektroskopie, kurz EDX Analyse Verfahren lassen sich mittels Röntgenmikroanalyse die chemischen Elemente eines Werkstoffes bestimmen.
Häufig zu untersuchen sind in diesem Verfahren Beschichtungen, Fremdmaterialien, Metalle sowie nichtmetallische Einschlüsse. Um die chemischen Elemente zu bestimmen.
Wird eine Wechselwirkung der Primärelektronen von der Probenoberfläche und des Elektronenstrahls zur Stimulierung der Röntgenstrahlung genutzt.
Eine EDX Analyse am Rasterelektronenmikroskop funktioniert, in dem jedes chemische Element eine spezifische Röntgenstrahlung abgibt, sobald dieses eine Reaktion zeigt.
Die Entstehung dazu beruht darauf, dass Elektron einer kernnahen Schale durch den Primärelektronenstrahl herausgelöst werden.
Ein Detektor sorgt während der EDX Analyse dafür, die Energie der Röntgenstrahlung zu bestimmen. Dieser kennzeichnet die im Werkstück vorkommenden Elemente. Bei der energiedispersiven Röntgenspektroskopie unterscheide man zwischen drei verschiedenen Analysen:
• Spotanalyse
• Linienanalyse
• Flächenanalyse
Die Flächenanalyse liefert die eine Verteilung der chemischen Elemente der zu analysierenden Fläche.
Eine Schichtmessung mittels EDX
Es lässt sich mithilfe der Röntgenmikroanalyse eine Schichtdeckenmessung dünnerer Schichten durchführen, ohne das Material zu beschädigen. Gerade bei Beschichtungen von Dicken im Nanobereich kommt dieses Verfahren zum Einsatz.
Dazu ist das Element mit der Beschichtung in unterschiedlichen Beschleunigungsspannungen über die Tiefe ab gerastert. Das heißt umso höher die Beschleunigungsspannung auf das Element einwirkt, desto tiefer dringt der Elektronenstrahl hinein.
Kommt es zu einer EDX Analyse mit einer geringeren Beschleunigungsspannung. Dringt der Röntgenstrahl hauptsächlich in den oberen Bereich des Werkstückes ein und geht kaum in die Tiefe.
Das heißt: Je höher die Spannung ist, desto tiefer dringt der Röntgenstrahl ein. Wohingegen immer mehr Elektronen aus den tiefen gelegenen Schichten kommen.
Deshalb wird für jede EDX Messung und für jedes Element ein K-Wert bestimmt. Anhand der erhaltenen Konzentration lässt sich wiederum die Schichtdicke berechnen.
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM)
Bei der Rasterelektronenmikroskopie wird das Werkstück mittels eines Primärelektronenstrahls beschossen. Mithilfe einer beschleunigten Elektronenkathode zur Anode wird diese erzeugt.
Weiter ist durch eine elektromagnetische Linse der Elektronenstrahl auf das zu untersuchende Objekt gezielt. Dieser gebündelte Strahl wirkt zeilenförmig über das Objekt und die daraus entstehende Wechselwirkung der Elektronen analysiert die Oberfläche.
Im Verlauf der Rasterelektronenmikroskopie Analyse trifft der Primärelektronenstrahl auf das zu untersuchende Objekt und löst auf der Oberfläche mehrere Reaktionen aus.
Die Oberflächentopografie spiegelt sich durch den Sekundärelektronenkontrast in hoher Auflösung wider.
Dazu entstehen elastische Wechselwirkung der reflektierten Elektronen, ein sogenannter Rückstreukontrast oder auch kurz BSE genannt. Oftmals auch Materialkontrast genannt.
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