Interferenzschichten-Metallographie

Herstellung und Untersuchung von Schliffproben (s. auch Ätzen), die mit interferenzfähigen Schichten versehen sind.

Das Interferenzschichten-Verfahren in der Auflichtmikroskopie beruht darauf, dass auf eine polierte Probenoberfläche interferenzfähige Schichten durch geeignete Verfahren aufgebracht und auf diese Weise Reflexions-Interferenzfilter aufgebaut werden. Die Wirkung einer solchen, zum Teil absorptionsfreien Schicht besteht darin, dass die auf der Objektoberfläche auftreffenden Lichtwellen durch Mehrfachreflexionen an den Grenzflächen Metall/Schicht und Schicht/Luft geschwächt werden, wodurch eine von den optischen Konstanten zweier benachbarter Phasen abhängige Kontraststeigerung zwischen den Gefügebestandteilen hervorgerufen wird. Diese Kontraststeigerung besteht nicht nur in einer Vergrößerung des Unterschiedes der Intensität des reflektierten Lichtes zwischen zwei Phasen, sondern auch in einer Vergrößerung des Farbkontrastes.

Diese Art von Präparation bietet im Vergleich zu den konventionellen Ätzverfahren folgende Vorteile:

  • betrachtet wird ausschließlich eine polierte Oberfläche, topographische Veränderungen durch Ätzung werden nicht vorgenommen
  • kleine Teilchen bleiben erhalten (werden nicht herausgelöst)
  • es handelt sich um eine detailgetreue Abbildung der wahren Verhältnisse

Für Untersuchungen mit der Mikrosonde findet das Verfahren ebenfalls Anwendung, da hier die Probenoberflächen genau eben sein müssen und deshalb ein chemisches Ätzen tunlichst vermieden wird. Durch das Aufbringen der Interferenzschicht entstehen keine Höhenunterschiede.

Zur Vorbereitung werden die Proben poliert, mit Alkohol gereinigt und sehr sorgfältig getrocknet. Dann erfolgt das Aufbringen der Interferenzschichten durch Aufdampfen oder Zerstäuben, auch „Sputtern“ genannt.

Beim Aufbringen der Schichten durch Sputtern handelt es sich um eine Kathodenzerstäubung in einer Gasentladungskammer. Die zu beschichtende Probe ist die Anode, während die Kathode aus dem Schichtwerkstoff besteht. Bei der elektrischen Gasentladung werden positiv geladene Gasionen erzeugt, die durch die Spannung zwischen Anode und Kathode beschleunigt werden und so die Kathode beschießen, dass aus ihrer Oberfläche Atome abgespaltet werden und in alle Richtungen zerstäuben. Dabei treffen sie auf die Probenoberfläche und erzeugen so die Interferenzschicht.

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