SEM-EDX: dé tool binnen schadeonderzoek voor beeldvorming en chemische analyse

Een schadeonderzoek kan je best vergelijken met detectivewerk. Hiervoor heb je een arsenaal aan tools nodig om exacte aanwijzingen te vinden die kunnen leiden naar de root cause. In het volgend artikel, gaan we dieper in op een van de belangrijkste tools van ons in-house Sherlock Holmes team: de SEM-EDX.

SEM-EDX is kort voor Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-ray spectroscopy of Rasterelektronmicroscopie met Energiedispersieve X-stralenspectroscopie. Dat is een hele mondvol voor een techniek waarmee hogeresolutiebeelden gemaakt kunnen worden, in combinatie met chemische analyse van het oppervlak.

SEM brengt verschillende soorten samples in beeld

Met behulp van SEM kunnen verscheidene soorten monsters in detail in beeld bestudeerd worden:

• op een gebroken onderdeel kan studie van het breukvlak d.m.v. SEM het type breuk opleveren
• opbouw en diktebepaling van coatinglagen
• de oppervlakteconditie van bv. zittingen kan in beeld gebracht worden
• de aanwezigheid van fijne scheurtjes in bv. bouten. 

Elektronenmicroscopie: de voordelen

Het grote voordeel van SEM t.o.v. lichtmicroscopie is de excellente dieptescherpte en de hogere vergrotingen die kunnen bereikt worden. Een vergroting tot 10000x is haalbaar hoewel reeds bij kleine vergrotingen details tevoorschijn komen die optisch niet zichtbaar zijn. Ook metallografische preparaten kunnen onderzocht worden, mits het aanbrengen van een elektrisch-geleidende coating.

SEM  in verschillende modi

Beeldvorming door middel van elektronenmicroscopie kan in verschillende modi, elk met een specifiek doel:

• In de secundaire-elektronenmodus zijn de aangeleverde beelden makkelijk te interpreteren om bv. de oppervlakteconditie te evalueren of scheurtjes te detecteren.
• De backscattered-electronmodus kan samenstellingsverschillen in één oogopslag visualiseren: zware fases zullen helderder oplichten dan minder dense gebieden.

Chemische analyse met EDX

Behalve beeldvorming kan een elektronenmicroscoop ook chemische analyses uitvoeren. Alle chemische elementen vanaf koolstof (Z≥6) kunnen semikwantitatief gedetecteerd worden. Hierdoor is het mogelijk om de samenstelling van verschillende soorten materialen te bepalen.

Enkele typische voorbeelden zijn:

• analyses van corrosieproducten om eventuele agressieve componenten te detecteren zoals chloriden
• karakterisatie van afzettingen aangetroffen in leidingen/reactoren
• bepaling van het type (roestvast) staal: bv. 304 vs 316

Aan de hand van EDX kunnen ook puntanalyses gericht uitgevoerd worden om bv. de samenstelling van precipitaten of intermetallische verbindingen te bepalen op een metallografisch sample.

Strikt genomen kunnen met EDX geen chemische verbindingen bepaald worden maar slechts de aanwezige chemische elementen. Niettemin kan een ervaren operator aan de hand van de opgemeten spectra een goede inschatting maken van de samenstelling van het onderzochte monster.

 

De mogelijkheid om beeldvorming met SEM te combineren met chemische analyses door EDX maakt een elektronenmicroscoop dus een onmisbare hulp bij alle types materiaalonderzoek.

Wenst u meer informatie omtrent schadeonderzoeken of andere materiaalonderzoeken of wilt u een SEM-EDX analyse uitvoeren? Neem zeker contact met ons op via info@metalogic.be en wij helpen u graag verder.