Optische Emissionsspektrometrie

Die optische Emissionsspektrometrie (OES) mittels Glimmentladungsspektrometrie (GDS) ist ein schnelles Analyseverfahren, das die gesamte Zusammensetzung eines Materials – sowohl die innere Legierung (Kern) als auch die äußere Oberflächenbehandlung – in einem einzigen Durchgang durch die Erstellung eines Zusammensetzungstiefenprofils (CDP) validiert.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die stundenlange Vorbereitungen oder separate Instrumente für Oberflächen- und Volumenanalysen erfordern, liefert GDS in wenigen Minuten ein vollständiges chemisches Profil. Es trägt das Probenmaterial Schicht für Schicht ab und weist dabei jedes vorhandene Element nach. Dies stellt sicher, dass Hersteller die Materialintegrität, Schichtdicke und Oberflächensauberkeit in Echtzeit überprüfen können, wodurch Produktionsengpässe und kostspielige Rückrufe vermieden werden.

Warum ist GDS die führende Technik?

Geschwindigkeit und Effizienz

GDS ist für die Hochleistungsfertigung konzipiert. Eine vollständige Metallprobenanalyse dauert etwa 30 bis 60 Sekunden. Da die Technik nur einen minimalen Probenvorbereitungsaufwand erfordert (kein komplexes chemisches Lösen oder Hochvakuumkammern erforderlich), können Bediener jede Charge in Echtzeit überprüfen. Für eine Verzinkungslinie oder ein Stahlwerk bedeutet dies, die Qualität im Handumdrehen zu überprüfen, anstatt 24 Stunden auf Laborergebnisse zu warten. 

Vollständige elementare Einsicht

Den meisten Analysegeräten fällt es schwer, “das Gesamtbild” zu erfassen. Entweder übersehen sie Spurenelemente oder sie erkennen leichte Elemente wie Sauerstoff und Stickstoff nicht. GDS misst alles gleichzeitig, von den Hauptlegierungsbestandteilen (100%-Konzentration) bis hin zu winzigen Verunreinigungen (Teile pro Million). GDS erkennt Verunreinigungen bereits während der Analyse – eine entscheidende Funktion, da schon eine mikroskopisch kleine Menge Schwefel zu Rissen im Stahl führen kann und bereits Spuren von Blei gegen Vorschriften verstoßen können. 

Zwei Ergebnisse in einem Test

Die Bereitstellung von Bulk- und Oberflächenanalysen ist ein Kernvorteil der GDS: eine hochauflösende chemische Materialabtragung, die Ihr Material von der Oberfläche an abwärts profiliert. Sie stellt grafisch dar, wie sich die Zusammensetzung verändert, während Sie tiefere Schichten der Probe untersuchen, und liefert standardmäßige chemische Berichte sowie ein visuelles Tiefenprofil. Sie können die “Haut” und das “Skelett” gleichzeitig überprüfen und so genau erkennen, wie dick eine Beschichtung ist, ob eine Randschichthärtung tief genug eingedrungen ist oder ob sich unsichtbarer Rost (Oxid) zwischen den Schichten eingeschlossen befindet.

Präzision ohne den “Funken”

GDS nutzt dieselbe bewährte Physik wie die herkömmliche optische Emissionsspektrometrie und misst Licht zur Bestimmung der Chemie. Während andere Verfahren eine henergiereiche Entladung nutzen, die eine lokalisierte thermische Emission erzeugt, setzt GDS auf kathodisches Sputtern und ein nicht-thermisches Plasma, wodurch die Probenahme von der Anregung getrennt wird. Dieser Prozess liefert die chemische Zusammensetzung des Gesamtmaterials wie bei herkömmlichen Methoden sowie Oberflächen- und Schichtchemie und Tiefenmessungen. 

Welche Branchen nutzen die Glimmentladungsspektroskopie?

Metalle & Gießereien

Stahlhersteller nutzen das GDS, um jede Schmelze oder Charge zu zertifizieren. Damit wird bestätigt, dass die Legierungssorte den Spezifikationen entspricht, und sichergestellt, dass sich beim Gießen keine Verunreinigungen an der Oberfläche abgesetzt haben. 

Beschichtungen & Feuerverzinkung

Für Verzinkereien, Verchromereien oder Vernickelungen ist GDS der maßgebliche Standard für die Prozesssteuerung. Es bestätigt, dass die Beschichtungen dick genug sind, um Rost zu verhindern, aber nicht so dick, dass Geld verschwendet wird. GDS erkennt zudem Haftungsprobleme an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Metall.

Automobil- und Luftfahrtindustrie

Bei Sicherheitsbauteilen (Fahrwerk, Motorventile usw.) müssen die Konstruktionsspezifikationen strikt eingehalten werden. GDS überprüft, ob die Kernlegierung ausreichend fest ist und ob Oberflächenbehandlungen (wie z. B. Aufkohlung) korrekt durchgeführt wurden, um Ermüdungserscheinungen und Ausfälle zu verhindern. 

Elektronik

Bei der Leiterplatten- und Halbleiterverpackung sorgt GDS dafür, dass dünne Beschichtungsschichten (Gold, Lot, Kupfer) rein und frei von Oxidation sind, wodurch zuverlässige elektrische Verbindungen gewährleistet werden.

Glimmentladungs-Spektroskopie-Geräte 

Durch die Kombination von Präzision auf实验室niveau mit der Geschwindigkeit in der Produktion liefern GDS-Instrumente die Daten, die erforderlich sind, um Fehler frühzeitig zu erkennen. Entdecken Sie unsere GDS-Instrumente, die Analysten dabei helfen sicherzustellen, dass das, was sich unter der Oberfläche befindet, genau dem entspricht, was es sein soll – egal ob bei der Fehlersuche an einer fehlerhaften Beschichtung oder bei der Zertifizierung einer neuen Luftfahrtlegierung.

GDS Serie

Glimmentladungs-Optische-Emissionsspektrometer