Oberflächen-, Partikel- und Polymeranalytik

Innovative Produkte werden zunehmend durch ein maßgeschneidertes Oberflächendesign veredelt, dessen Prozesse und Oberflächenzusammensetzungen bis in den submikroskopischen oder gar atomaren Bereich kontrolliert werden müssen. Denn Haftung, Benetzung, Verschleiß oder Korrosion werden bereits durch geringste Kontaminationen beeinflusst. Die exakte Charakterisierung der chemischen, physikalischen und morphologischen Oberflächeneigenschaften von Materialien, Werkstücken, Bauteilen und Pulvern ist somit während der Produktentwicklung, in der Prozesskontrolle und Qualitätssicherung sowie in der Schadensanalytik unerlässlich. Nur moderne Methoden der Oberflächenanalytik ermöglichen den Zugang zu diesen Informationen.

Forschungsbereiche: Methodenspektrum und Ausstattung

Oberflächenanalytik

Innovative Produkte werden zunehmend durch ein maßgeschneidertes Oberflächendesign veredelt, dessen Prozesse und Oberflächenzusammensetzungen bis in den submikroskopischen oder gar atomaren Bereich kontrolliert werden müssen. Denn Haftung, Benetzung, Verschleiß oder Korrosion werden bereits durch geringste Kontaminationen beeinflusst. Die exakte Charakterisierung der chemischen, physikalischen und morphologischen Oberflächeneigenschaften von Materialien, Werkstücken, Bauteilen und Pulvern ist somit während der Produktentwicklung, in der Prozesskontrolle und Qualitätssicherung sowie in der Schadensanalytik unerlässlich. Nur moderne Methoden der Oberflächenanalytik ermöglichen den Zugang zu diesen Informationen.

Partikelanalytik

Bei vielen Fragestellungen in der Nano- und Mikrotechnologie ist die Kenntnis der Partikelgröße und deren Verteilung, der Partikelform und -morphologie sowie der Oberflächenladung und deren Materialzusammensetzung von zentraler Bedeutung. Diese Partikeleigenschaften können durch verschiedene am Fraunhofer IGB zur Verfügung stehende Methoden bestimmt werden.

Biopolymer- und Polymeranalytik

Eine wichtige Kenngröße polymerer Materialien ist die Molmassenverteilung. Aber auch thermische und mechanische Eigenschaften sowie die chemische Zusammensetzung von (Bio-)Polymeren sind oftmals von großem Interesse. Mit den am Fraunhofer IGB zur Verfügung stehenden Methoden können im Hinblick auf die jeweilige Anwendung polymere Materialien umfassend charakterisiert werden.

Weitere analytische Methoden

Weitere physikalische und chemische Charakterisierungen können durch nachfolgende Analysemethoden bestimmt werden. Hierzu zählen z. B.  die Analyse der Oberflächenspannung (Tensiometrie), des Absorptionsverhaltens von UV und sichtbarem Licht (UV/VIS-Spektroskopie) und der Viskosität (Rheologie) von Flüssigkeiten, sowie der Nachweis von Radikalen (Elektronenspinresonanz), die Untersuchung dünner Schichten (Ellipsometrie) und weitere.

Wir charakterisieren für Sie ...

Werkstoffoberflächen von:

  • Feststoffen
  • Schichten
  • Membranen
  • Pulvern
  • Flüssigkeiten

Aus allen Arten von Materialien wie:

  • Polymeren
  • Keramiken und Gläsern
  • Metallen
  • Verbundmaterialien

Mithilfe dieser Analysen können Fragen zu folgenden Eigenschaften beantwortet werden:

  • Benetzung
  • Adsorption
  • Korrosion
  • Schichtdicke
  • Haftung
  • Reinheit
  • Rauhigkeit
  • Chemische Zusammensetzung
  • Chemische Funktionen
  • Topografie

Das bieten wir Ihnen

Kompetenz

Erfahrene Fachspezialisten bieten Ihnen mit moderner Ausstattungein breites Spektrum an Know-how und verhelfen durch die ermittelten Analyseergebnisse Ihren Innovationen zum Erfolg.

Vertraulichkeit und Zuverlässigkeit

Wir garantieren absolute Vertraulichkeit sowie eine schnelle und zuverlässige Auftragsabwicklung.

Kundenstimmen

»Wir arbeiten schon seit vielen Jahren mit dem Fraunhofer IGB zusammen. Die schnelle, vertrauliche und kompetente Auftragsbearbeitung ist für uns sehr wichtig.«

Dirk Meyer, Dipl.-Ing.: MAHLE Kleinmotoren-Komponenten GmbH & Co. KG

Referenzprojekte

Mit KI-gestützter Materialanalytik zu leistungsfähigen PFAS-Adsorbern

 

Im Projekt EVA entwickelt die Firma instrAction zusammen mit dem Fraunhofer IGB einen verbrennbaren Hochleistungs-Absorber, der PFAS-Kontaminationen in Wasser effizient bindet, um sie anschließend emissionsarm zu vernichten. Die erhöhte Beladungskapazität soll durch Änderungen der polymeren Beschichtung des Adsorbermaterials erreicht werden. Damit dies gelingt, analysiert das Fraunhofer IGB die Zersetzungs- und Verbrennungsprozesse mittels chemischer Verfahren und wertet die Messdaten mit neuen KI-Ansätzen aus.

Infomaterialien

 

Broschüre »Oberflächenanalytik – Prozessanalytik, Schadensanalytik, Produktentwicklung, Qualiätssicherung«

 

Broschüre »Hochaufgelöste Analyse von Oberflächen über kombinierte XPS und REM«

Wissenschaftliche Publikationen

Anwendungsgebiete

Schadensanalytik

 

In der Schadenanalytik lässt sich die analytische Fragestellung oftmals zunächst nicht eindeutig formulieren. Typische Beispiele sind Kontaminationen oder Bauteilversagen, die untersucht werden müssen. Oberflächenanalytische Methoden liefern wesentliche Hinweise zur Herkunft unerwünschter Kontaminationen oder zu Veränderungen von Prozessparametern. So können wir im Idealfall nach der Untersuchung die Ursache des Problems feststellen und Gegenmaßnahmen zusammen mit Ihnen einleiten.

Qualitäts- und Prozesskontrolle

Die analytische Fragestellung ist hier normalerweise genau bekannt. Beispiele sind die Kontrolle von Reinigungs- oder Beschichtungsprozessen. Viele analytische Methoden können auch in der Produktion zur Kontrolle und Optimierung von Produktionsschritten eingesetzt werden. Gerne beraten wir Sie hierzu und führen Messungen in unseren Labors für Sie durch.

Optimierung von Produkteigenschaften

Zur Optimierung von Bauteilen oder Oberflächen durch Beschichtungen und Veredlungen müssen z. B. Rauheit, Benetzung oder chemische Zusammensetzung bestimmt werden. Hier bieten wir eine große Auswahl an Analytikmethoden an, für Kunden aus verschiedensten Branchen wie Automobilindustrie, Metallverarbeitung, Textilherstellung, Kunststoffproduktion, Pharmabranche oder Medizintechnik. Denn nur die systematische oberflächenanalytische Begleitung ermöglicht die zielorientierte Entwicklung von Produkten mit innovativen Eigenschaften.