Analyse von Glas
- Oberflächenanalyse - Beschichtungen - Defekte

Glas ist ein anorganischer amorpher Festkörper und besteht im einfachsten Fall aus Siliziumdioxid. Teilweise wird auch von Gläsern aus organischen Materialien gesprochen, beispielsweise Acrylglas, diese Materialien behandeln wir hier jedoch als Kunststoffe. Seit der Entdeckung des Glases vor ca. 2000 Jahren sind unterschiedlichste Gläser entwickelt worden um die verschiedenen optischen und technischen Anforderungen an das Material umzusetzen.

Die Zusammensetzung von Glas

Heutzutage kann Glas ein echtes High-Tech Produkt sein. Durch die Verwendung verschiedener Zuschlagsstoffe sind die Eigenschaften der Gläser in einem weiten Bereich variierbar. So können Eigenschaften wie die Härte, Brechungsindex, Bruchfestigkeit, thermische oder elektrischen Eigenschaften durch den Zusatz von geeigneter Additiven eingestellt werden. Als Additive kommen beispielsweise Kaliumoxid, Zinkoxid, Bariumoxid, Zinndioxid, Calciumphosphat, Zirconiumdioxid, Aluminiumoxid oder Cer zum Einsatz. Die Zusammensetzung lässt sich beispielsweise über die Röntgenfluoreszenz (RFA) oder im oberflächennahen Bereich durch Verfahren wie die Photoelektronenspektroskopie (XPS) oder Flugzeitsekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) untersuchen.

Analyse von Glas-Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen

Durch Beschichtungen können die Glaseigenschaften deutlich beeinflusst werden. Schichtsysteme kommen dabei zur Veränderung der Reflexions- und Transmissionseigenschaften zum Einsatz um etwa die Wärmedämmeigenschaften von Architekturgläsern zu verbessern oder die Kratzfestigkeit der Glasoberfläche zu erhöhen.  Die eingesetzten Schichtsysteme können dabei einen komplexen Aufbau aus Haft-, Funktions-, Schutzschicht und ggf. zusätzlichen Zwischenschichten. Auch die Zusammensetzung von Beschichtungen kann mit den oben genannten Analyseverfahren untersucht werden.

Um die Zusammensetzung des Schichtaufbaus herauszufinden können dazu auch Sputter-Tiefenprofile erstellt werden. Diese erlauben quantitativ die Zusammensetzung der Beschichtungen zu untersuchen. Dazu wird die Probe iterativ Analysiert und definiert abgetragen. So entsteht ein Profil der Schichtzusammensetzung in Abhängigkeit von der Tiefe. Auf diese Weise können auch Effekte von Oberflächenbehandlungen oder Glaskorrosion untersucht werden.

 

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