Die Lichtmikroskopie ist eine vielseitige Technik zur Analyse von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen, mit der detaillierte Einblicke in ihre Mikrostruktur gewonnen werden können. Die Methode ermöglicht die Bestimmung verschiedener Materialeigenschaften:

• Oberflächenanalyse: Lichtmikroskopie ermöglicht die Untersuchung der Oberfläche von Materialien, um Defekte wie Kratzer, Risse oder Delaminationen zu identifizieren, die die mechanische Integrität beeinträchtigen könnten.
• Mikrostrukturuntersuchung: Durch die Vergrößerung können die Verteilung und Anordnung von Verstärkungsfasern, Partikeln oder Füllstoffen in Verbundwerkstoffen analysiert werden. Diese Information ist entscheidend für das Verständnis der mechanischen Eigenschaften und der Belastbarkeit des Materials.
• Schichtaufbau: In Schichtverbundmaterialien oder beschichteten Kunststoffen kann die Lichtmikroskopie verwendet werden, um die Dicke einzelner Schichten sowie ihre Homogenität zu bestimmen.
• Vernetzungs- und Verarbeitungseffekte: Die Technik ermöglicht die Untersuchung von Mikrorissen, Porositäten oder anderen Unregelmäßigkeiten, die während der Verarbeitung oder Vernetzungentstehen und die Qualität und Leistung des Endprodukts beeinflussen können.
• Schadensanalyse: Im Falle von Versagen oder Schäden kann die Lichtmikroskopie zur Frakturanalyse eingesetzt werden, um die Ursachen von Materialversagen zu identifizieren und daraus Verbesserungen für die Materialauswahl und das Design abzuleiten.

Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) ist eine leistungsstarke Technik zur Untersuchung der Mikrostruktur und Oberflächentopographie von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Sie bietet hochauflösende Bilder, die entscheidende Einblicke in folgende Materialeigenschaften ermöglichen:

• Oberflächenmorphologie: REM liefert detaillierte Bilder der Oberflächentopographie, die zur Analyse von Rauigkeit, Textur und Bearbeitungsspuren genutzt werden können. Dies ist wichtig für Anwendungen, bei denen Oberflächenqualität und Ästhetik entscheidend sind.
• Mikrostruktur: Die Technik ermöglicht die Untersuchung der Anordnung, Ausrichtung und Dispersion von Verstärkungsfasern und Füllstoffen in Verbundwerkstoffen. Diese Informationen sind essentiell für das Verständnis von mechanischen Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit des Materials.
• Frakturanalyse: REM wird häufig zur Analyse von Bruchflächen eingesetzt. Es hilft, Brucharten wie spröden oder duktilen Bruch zu identifizieren und die Ursachen von Materialversagen zu untersuchen, um Design- und Herstellungsprozesse zu verbessern.
• Beschichtungs- und Schichtdicken: REM eignet sich zur Bestimmung der Dicke und Gleichmäßigkeit von Beschichtungen sowie zur Untersuchung des Schichtaufbaus in Verbund- und Mehrschichtmaterialien.
• Defekte und Inhomogenitäten: Die Technik kann Porositäten, Einschlüsse, Risse und andere Defekte identifizieren, die während der Herstellung auftreten können und die Integrität und Leistung des Materials beeinträchtigen.

Die Energy Dispersive X-Ray (EDX) Spektroskopie, häufig in Kombination mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) verwendet, ist eine Technik zur Elementaranalyse von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Sie ermöglicht die Bestimmung folgender Materialeigenschaften:

• Elementare Zusammensetzung: EDX liefert Informationen über die Anwesenheit und Konzentration von chemischen Elementen innerhalb einer Probe. Dies hilft bei der Identifizierung der Grundbestandteile eines Materials und ist essentiell für die Verifizierung der Materialzusammensetzung.
• Verteilung von Füllstoffen und Additiven: EDX kann die Verteilung von Füllstoffen, Verstärkungsstoffen und Additiven innerhalb der Polymermatrix analysieren, was wichtige Erkenntnisse über die Homogenität und die mechanischen Eigenschaften des Materials liefert.
• Kontaminationsanalyse: Die Technik ermöglicht die Identifikation von Verunreinigungen oder unerwünschten Elementen, die während des Herstellungsprozesses hinzugefügt oder integriert worden sein könnten.
• Grenzflächenanalyse: In Verbundwerkstoffen kann EDX dazu verwendet werden, die chemische Zusammensetzung an den Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien oder Schichten zu messen, was wichtige Informationen über die Adhäsion und Kompatibilität liefert.
• Schadens- und Korrosionsanalyse: EDX hilft bei der Untersuchung von korrosiven Schäden oder chemischen Veränderungen, die in Materialien auftreten können, indem es die chemische Zusammensetzung von Schadstellen analysiert.