Zentraleinrichtung Elektronenmikroskopie (ZELMI)

Metallographische Präparation für die Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und die Elektronenstrahlmikrosonde

Bei der metallographischen Präparation ist das Ziel, von einer Probe das Gefüge für qualitative und quantitative Untersuchungen vorzubereiten. Dazu muss das Material in eine passende Größe gebracht werden und die Oberfläche fehlerfrei dargestellt werden. Dieses geschieht meist nach dem die Probe die richtige Größe hat, durch Schleifen und Polieren mit passenden Materialien.
Der Präparationsvorgang sowie die dann auf hochglanz polierte Oberfläche wird mittels einem Lichtmikroskop untersucht. Die Proben werden bei Bedarf geätzt. Für elektronenmikroskopische Untersuchungen ist eine Ätzung im Allgemeinen ungünstig, da durch diese eine chemisch begründete Topographie entsteht.
Für die Lichtmikroskopie ist eine Ätzung zum Sichtbarmachen des Gefüges oftmals hilfreich.

Die metallographische Präparation eignet sich für alle festen Materialen - Metalle - Kunststoffe - Zähne - Steine u.ä..
Auch Pulver und Knochen können nach metallographischer Präparation bearbeitet werden.
Ein anderer Präparationsbereich ist die Dünnschliffpräparation von geologischen Präparaten, für die es in der TUB-Geologie ein Speziallabor gibt.
Biologische Proben benötigen ebenfalls spezial Präparationen, die nur zum Teil in der ZELMI angesiedelt sind.

Sägen

Die Proben müssen in die passende Größe gebracht werden.

Einbetten

einbetten

Kleine Proben werden in handhabbare Formen mit Kalt-Einbettmittel eingegossen. Bei größeren Proben kann dieser Schritt übersprungen werden, wenn sie weiterhin manuell präpariert werden.

Der Vorteil kann die Leitfähigkeit sein, die ohne Einbettung erhalten bleibt.

Schleifen

Schleifen

Die Proben werden mit gröberen Schleifpapier so angeschliffen, dass eine plane Oberfläche entsteht. Anschließend wird die Körnung bei weiteren Schleifschritten verringert, bis man eine feinst geschliffene Oberfläche hat. Gängige Schleifschritte sind je nach Ausgangsbeschaffenheit der Probe mit Schleifkörnungen von 800 - 1200. Schleifpapiere mit der Körnung 2400 und 4000 gehören von der Körnung schon zu Vorpolierstufen.

Polieren

Polieren

Der angeschliffene Bereich ist noch sehr uneben (Schleifriefen). Durch Polieren mit verschiedenen Körnungen werden diese Riefen nach und nach eingeebnet und damit beseitigt.

Die Polierstufen reichen von 9 µm Diamantsuspension bis 0,5 µm Poliermittel mit verschiedenen Tucharten. Zwischen den Polierstufen müssen die Proben jeweils gesäubert werden.

Das Ziel, eine kratzerfreie Oberfläche zu erhalten, ist nur durch eine schrittweise saubere Präparation zu erhalten.

Vibrationspolieren

Vibrationspolieren

Die Vibromet schwingt horizontal mit 7200 Zyklen pro Minute. Dadurch bewegen sich die Proben in der Polierflüssigkeit selbstständig und es findet ein effektiver Poliervorgang statt.

Die erzielten Resultate überzeugen vor allem bei EBSD-Untersuchungen.