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Ingenieurbüro für Verbrennungsmotoren GmbH

öffentlich bestellter und vereidigter Motorensachverständiger-Dipl. - Ing. (FH) Jörg Schulz

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Inhalt Untersuchungen

Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)

Zur Analyse von Werkstoffen gibt es unteranderen folgende Methoden:

die Spektralanalyse
die Energiedispersive Röntgenspektroskopie

Mit Hilfe dieser beiden Analysemethoden kann man die chemische Zusammensetzung von Werkstoffen bestimmen.

Die EDX-Analyse funktioniert vereinfacht dargestellt folgendermaßen:

Die Atome in der Werkstoffprobe werden durch Beschuss mit Elektronen im Rasterelektronenmikroskop angeregt. Dabei werden Elektronen aus den inneren Schalen herausgeschlagen. Im Gegensatz zur Spektralanalyse bei der ein Rücksprung des Elektrons erfolgt, verlassen die Elektronen das Atom. Ein derartiger Zustand ist instabil und die entstandene „Lücke“ wird sofort durch ein energiereicheres Elektron aus einer höheren Atomschale wieder aufgefüllt. Durch diesen Sprung erfolgt eine Energieabgabe, die gemessen wird. Die Energie ist ein Indikator dafür, um welches Element es sich handelt.

Es kann so ein Spektrum erfasst werden, das die Elementzusammensetzung des Messbereiches wiedergibt. Das Ergebnis der Analyse ist ein Linienspektrum. Die chemische Analyse erfolgt rechnergestützt durch die Auswertung des Spektrums. Das Ergebnis ist die relative Elementzusammensetzung des Messbereiches auf der Probe.

Anhand eines Schadensfalls aus meiner Praxis soll der Einsatz der Energiedispersive Röntgenspektroskopie verdeutlicht werden. In einem Gerichtsfall vor einem Landgericht forderte ein Kläger Schadensersatz vom Fahrzeughersteller für eine gelängte Steuerkette der Motorsteuerung seines Dieselmotors. Im Rahmen der Untersuchungen wurde ein abrasiver Verschleiß an den Kettenlaschen festgestellt. Mit Hilfe von Aufnahmen unter dem Rasterelektronenmikroskop konnten Fremdkörper in der Werkstoffmatrix der Laschen festgestellt werden. Wie auf der untenstehenden Abbildung ersichtlich ist, handelt es sich nicht um aufliegende Verunreinigungen auf der Werkstoffoberfläche, sondern die Partikel sind im Werkstoff eingebettet.

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Um die primäres Schadensursache sicher zu bestimmen, war es notwendig das Material der Partikel mit Hilfe der Energiedispersive Röntgenspektroskopie zu bestimmen. Die Analyse ergab, wie auf der untenstehenden Abbildung ersichtlich ist, dass es sich um eine Aluminiumoxid-Verbindungen handelt. Diese Verbindungen sind häufige Erscheinungsformen von Schleifkorund (z. B. von Schmirgelpapier). Die Längung der Steuerkette war auf eine Kontamination des Motors mit Schleifmittelresten und nicht auf einen Konstruktionsfehler des Herstellers zurückzuführen.

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