Materials Center Leoben Forschung GmbH
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Oberflächen- und Schichtuntersuchungen

Sie möchten den Aufbau, die Zusammensetzung oder Haftfestigkeit von Beschichtungen und Funktionsschichten untersuchen? Besonders interessieren Sie sich für den Einfluss von Korrosion, Verschleiß oder thermischer Belastung auf Ihre Oberflächen im Einsatz?

Die Auftragsmanager:innen und Expert:innen am MCL unterstützen Sie im Bereich der Oberflächen- und Schichtanalytik – von der topographischen und chemischen Charakterisierung bis hin zur Bewertung von Haftung, Schichtdicke und Funktionsverhalten.

Unsere Leistungen im Überblick:

  • Oberflächencharakterisierung
    Wir analysieren Topografie, Rauheit und Struktur, um die funktionalen Eigenschaften von Oberflächen präzise zu bewerten.

  • Reibungs- / Verschleißanalysen
    Durch gezielte Prüfverfahren ermitteln wir Reibungsverhalten und Verschleißmechanismen unter realitätsnahen Bedingungen.

  • Oberflächenbehandlungs- und Schichtanalysen
    Wir untersuchen Zusammensetzung, Haftung und Wirksamkeit von Beschichtungen und Oberflächenmodifikationen, um deren Qualität und Beständigkeit zu beurteilen.

Unsere Dienstleistungen im Detail

Oberflächencharakterisierung

Charakterisierung von technischen Oberflächen

Topographisch / Morphologische Oberflächencharakterisierung

Prüfleistungen / Methoden / Kompetenzen:

  • AFM – Atomic Force Microscopy
    • 3D-Topographie im Nanometerbereich
  • SEM – Rasterelektronenmikroskopie
    • Mikrostrukturen, Oberflächenmorphologie
  • Konfokale Mikroskopie
    • hochauflösende 3D-Oberflächenmessung
  • Taktile Rauheits- und Konturmesssysteme
    • Rauheit, Welligkeit, Kontur

Typische Anwendungen / Beispiele aus der Praxis

3D-Geometrie, Kontur, Rauheit, Oberflächenstruktur

  • 2D/3D-Topographiemessung - von Makro bis Nano
  • Rauheits- und Welligkeitsmessung
  • Mikro- und Nanostrukturvisualisierung
  • Defekt- und Oberflächenmorphologie

Chemische Oberflächenanalysen

Prüfleistungen / Methoden / Kompetenzen:

  • EDX/EDS (bei SEM)
    •  Elementanalyse (nicht so oberflächenspezifisch wie XPS)
  • XPS – Röntgenphotoelektronenspektroskopie
    • Oberflächenchemie, Bindungszustände, Schichtdicken im nm-Bereich
  • FIB-SIMS – Sekundärionen-Massenspektrometrie
    • Spurenelemente & Tiefenprofile
  • Raman-Spektroskopie
    • chemische Phasen, Molekülstrukturen
  • XRD – Röntgendiffraktometrie
    • Phasenanalyse, Identifikation von Kristallstrukturen, Mischphasen, Oxiden, kristalline Rückstände

       

Typische Anwendungen / Beispiele aus der Praxis

Analyse der chemischen Zusammensetzung, Bindungszustände und Kontaminationen.

  • Element- und Zusammensetzungsanalyse
  • Kontaminations- & Rückstandsanalytik
  • Bindungszustands- & chemische Zustandsanalyse
  • Phasen- und Strukturcharakterisierung

Mechanische Oberflächenanalysen

Prüfleistungen / Methoden / Kompetenzen:

  • Nanoindentation / Mikroindentation
    → Messung von Härte & Elastizitätsmodul im Mikro- und Nanobereich
  • Scratch-Test
    → Haftfestigkeit von Schichten
  • Tribologische Tests (Pin-on-Disk, Reib-/Verschleißtests)
    → Reibungskoeffizienten, Abrieb
  • Mikrozug- oder Biegetests (für dünne Schichten)

 

Typische Anwendungen / Beispiele aus der Praxis

Untersuchen mechanische Eigenschaften wie Härte, Elastizität, Reibung oder Verschleiß.

  • Härte- und Elastizitätsbestimmung (Mikro/Nano)
  • Verschleiß- und Reibungsverhalten
  • Haftfestigkeit von Schichten
  • Mikro-/Nano-Mechanik von Oberflächen

Physikalische Oberflächeneigenschaften

Prüfleistungen / Methoden / Kompetenzen:

  • AFM-Kraftmessmodi (KPFM, MFM, EFM)
    → elektrische Potenziale, magnetische Domänen
  • DSC von Oberflächenschichten
    → Phasenübergänge, thermische Reaktionen
  • Thermische Leitfähigkeitsmessungen
    → Laser Flash Analysis (LFA) für dünne Schichten

 

Typische Anwendungen / Beispiele aus der Praxis

Bestimmung funktionaler, physikalischer Oberflächeneigenschaften.

  • Elektrische & magnetische Eigenschaften (auch lokale Messungen).
  • Thermische Eigenschaften von dünnen Oberflächenschichten.

 

Reibungs- / Verschleißanalysen

Reibungs-, Verschleiß- und Tribologie-Untersuchungen

Reibungsvorgänge und in die daraus resultierenden Verschleißprozesse führen häufig zu Funktionsstörungen, Qualitätsverlusten oder unerwarteten Ausfällen. Unsere tribologischen Analysen helfen Ihnen, Mechanismen eindeutig zu identifizieren, die tribologisch elementaren Prozesse zu verstehen um somit Material- und Oberflächenoptimierungen gezielt umzusetzen zu können und die Zuverlässigkeit/Langlebigkeit Ihrer Bauteile deutlich steigern zu können.

Typische Problemstellungen, die wir für Kunden lösen:

  • Unerwarteter Verschleiß, Reibungsauffälligkeiten, Geräuschbildung
  • Korrosion, Abplatzungen oder delaminierte Schichten
  • Kontaminationen oder Prozessrückstände an Funktionsflächen
  • Partikelbildung, Abriebidentifikation und Materialübertrag
  • Funktionsausfälle durch Schmierstoff- oder Beschichtungsprobleme

Mit klaren Ergebnissen, anschaulicher Dokumentation und konkreten Optimierungsempfehlungen unterstützen wir Sie dabei, Bauteile langlebiger, Prozesse stabiler und Produkte zuverlässiger zu machen.

Wir bieten professionelle Oberflächenanalysen und Tribologie-Prüfungen, um das Reibungs- und Verschleißverhalten Ihrer Bauteile präzise zu bewerten. Mit Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und EDX identifizieren wir Abrieb, Materialübertrag, Mikrodefekte oder Schichtversagen zuverlässig. Ergänzend führen wir Tribometer-Tests wie Pin-on-Disk, Scratch-Tests und andere tribologische Prüfungen aller Art (Ring-Disc, Lineare Bewegungen, individuelle Bauteilprüfungen) unter realitätsnahen Bedingungen durch, um Reibungskoeffizienten, Verschleißraten und Laufspuren exakt zu erfassen. So erhalten Sie fundierte Analysen, klare Einblicke in tribologische Prozesse und konkrete Empfehlungen zur Materialoptimierung, Beschichtungsverbesserung und Prozessstabilisierung.

Ergänzend können wir mit modernen Methoden der Oberflächencharakterisierung (z. B. AFM, optische Profilometrie, XPS, XRD, Raman, ToF-SIMS) tieferliegende chemische, strukturelle oder funktionale Ursachen sichtbar machen. 

 

Ein Leistungsspektrum, das Benchmark-Charakter hat.

Oberflächenbehandlungs- und Schichtanalysen

Analyse von Oberflächenbehandlungen und Beschichtungssystemen

Prüfleistungen / Methoden / Kompetenzen:

  • Ganzheitliche Bewertung von Oberfläche–Randschicht–Substrat-Systemen
  • Kombination mechanischer, mikrostruktureller und physikalischer Analyseverfahren
  • Hohe Erfahrung mit fertigungsnahen Fragestellungen aus Wärmebehandlung, Beschichtung und Nachbearbeitung sowie spezifischen Themen wie Dünn- und Dickschichten in der Mikroelektronik (z.B. Löt- und Bondschichten)
  • Analyse von Beschichtungen, Randschichten und oberflächennahen Werkstoffzuständen (z. B. PVD/CVD-Schichten, galvanische Überzüge, thermische Spritzschichten, chemische und mechanische Oberflächenbehandlungen)
  • Untersuchung von Schichtdicke, Randschichttiefe, Mikrostruktur, Zusammensetzung, Härteverläufen, Haftfestigkeit und Defekten mittels zerstörender und zerstörungsfreier Prüfmethoden

Spezifische technische Merkmale & Informationen

  • Bestimmung von Randschicht- und Schichtdicken im µm- bis mm-Bereich
  • Analyse von Mikrostruktur, Phasenverteilung und Härtegradienten
  • Untersuchung von Eigenspannungen infolge Wärme- oder mechanisch-thermischer Behandlungen
  • Bewertung von Grenzflächen, Porosität, Rissbildung und Haftproblemen
  • Prüfungen an eben geformten sowie komplexen Bauteilen

Typische Anwendungen / Beispiele aus der Praxis

  • Fehleranalyse an mikroelektronischen Baugruppen, Chips, Substraten und Packages
  • Untersuchung von thermisch geschädigten Löt-, Bond- oder Metallschichten
  • Analyse von Rissbildung und Delamination nach Temperaturwechseltests
  • Prüfung von beschichteten Werkzeugen und Funktionsbauteilen
  • Bewertung von wärmebehandelten Funktionsbauteilen im Maschinen- und Anlagenbau
  • Unterstützung bei Schadensanalysen, Prozessfreigaben und Produktqualifikation

Oberflächen-& Schichtanalysen - Ihr direkter Kontakt

Kompetente Ansprechpartner, die Ihr Projekt verstehen – und zum Erfolg führen.

Dr. Florian Summer Service Solution Manager

Dr. Julien Magnien Service Solution Manager

Dr. Angelika Spalek Service Solution Managerin