GDOS, GDOES, GDO(E)S, Glimmentladungsspektroskopie, Glimmentladungsspektrometrie, Restaustenit, EDX, REM, AUGER, SIMS, TOF-SIMS, ESCA, AFM,

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Anwendungsbeispiele / Nitrieren

Passivierschichten

Exemplarisch für die Möglichkeiten der GDOS werden hier Beispiele aus dem Bereich der Wärmebehandlung, CVD/PVD, Galvanisch Nickel, Chemisch Nickel und Oxidschichten vorgestellt.

Nitrieren

In der Wärmebehandlung gibt es verschiedene Möglichkeiten die Oberflächenbeschaffenheit von Werkstücken gezielt zu verändern.Beim Nitrieren, Nitrocarburieren und Borieren im Gas, Plasma oder Salzbad hängen die gewünschten Schichteigenschaften von der Konzentrationsverteilung der wesentlichen Elemente Fe, C, N und O ab.

Durch Vergleiche metallographischer Schliff - GDOS - Tiefenfenprofilanalysen hat sich gezeigt, daß der Wendepunkt der N-Kurve das Ende der Verbindungsschicht charakterisiert. Bei der Beurteilung der Diagramme ist die Skalierung der Ordinate zu beachten. Ein Wert von 50 für N entspricht bei einer Skalierung bis 25 % einer Konzentration von 12,5 %.

Quantitative GDOS-Tiefenprofilanalyse eines funktionsfähigen Tassenstössels

Quantitative GDOS-Tiefenprofilanalyse eines fehlerhaften Tassenstössels

In den Abbildungen sind quantitative GDOS-Tiefenprofilanalysen nitrierter Tassenstössel dargestellt. Die Unterschiede zwischen funktionstüchtigen und fehlerhaften Stösseln sind deutlich zu erkennen. Während funktionsfähige Stössel keinen Porensaum und nur einen geringen Einfluß von Sauerstoff besitzen, weisen die fehlerhaften Stössel einen Porensaum von ca. 1 µm und eine deutliche Randoxidation auf. Sie besitzen zudem eine wesentlich höhere C-Konzentration in der Verbindungsschicht, wodurch eventuell auf Restaustenit geschlossen werden könnte. Die fehlerhaften Stössel besitzen eine um ca. 1 µm dickere Verbindungsschicht.

Quantitative GDOS-Tiefenprofilanalyse eines gasnitrierten Bolzens

Im Gas nitrierte Bolzen müssen laut Zeichnung eine Verbindungsschicht von 10+10 µm besitzen. Durch Diffusion von Rückständen eines Kühlschmierstoffes wurde eine Sperrschicht erzeugt. Der Nachweis dieser Sperrschicht gelingt nur durch quantitative GDOS-Tiefenprofilanalysen und ist im metallografischen Schliff nicht zu erkennen.

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