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Ingenieurbüro für Verbrennungsmotoren GmbH

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

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Was ist ein Rasterelektronenmikroskop?

Bei der Rekonstruktion von Motorenschäden ist es in vielen Fällen unumgänglich die geschädigten Bauteile respektive Baugruppen einer instrumentellen Analytikzu zu unterziehen, um die Primärschadenursache zu finden. Hierzu wird in der Praxis oft das Rasterelektronenmikroskop eingesetzt.

Grundsätzlich unterscheiden man bei den Vergrößerungen drei Bereiche:

1) Makroskopie mit einem Vergrößerungsbereich bis etwa zum 10-fachen (Lupen-Vergrößerung)

2) Lichtmikroskopie mit einem Vergrößerungsbereich bis etwa zum 100- bis 1.000-fachen

3) Rasterelektronenmikroskopie mit einem Vergrößerungsbereich bis etwa zum 100.000-fachen

An den Vergrößerungsbereichen sieht man schon, dass das Rasterelektronenmikroskop (REM) ganz andere Möglichkeiten bietet. Im Gegensatz zum Lichtmikroskop, das mit optischen Effekten arbeitet, wird die zu untersuchende Probe, die aus dem Bauteil extrahiert wurde, rasterförmig (daher auch der Name) mit Elektronen beschossen. Die dabei freigesetzten Elektronen der Probe (sog. sekundäre Elektronen) werden von einem Detektor aufgefangen und in einem Bild umgewandelt, dass man auf einem Monitor anschauen kann. Wegen der sehr viel kürzeren Wellenlänge von Elektronenstrahlung als die des Lichts kann man mit einem REM Strukturen bis zu einer minimalen Länge von 0,1 Nanometern betrachten. Die kleinste Wellenlänge des sichtbaren Lichtes beträgt etwa 400 nm. Die Wellenlänge der Elektronen in Elektronenmikroskopen beträgt meist etwa 0,05 nm. Damit ist das Auflösungsvermögen eines Elektronenmikroskops fast 1.000 x größer als das eines Lichtmikroskops. Das dabei entstehende Bild zeigt die Oberflächenstrukturen der Proben sehr detailscharf und kontrastreich bei sehr hohen Vergrößerungen mit großer Tiefenschärfe.

Die nebenstehende Aufnahme (Quelle: RISV-Institut Rappen-Duisburg) wurde mit einer 4.000-facher Vergrößerung mit einem Rasterelektronenmikroskop erstellt. Der rote Skalenbalken rechts unten ist 20 µm (Mikrometer) lang. Die Aufnahme zeigt einen Partikel (grüner Kreis) aus einer Aluminiumoxid-Verbindung (Schleifkorund), der in die Werkstoffoberfläche einer Steuerkettenlasche der Motorsteuerung eingebettet ist. In dem von mir untersuchten Motorenschaden kam es durch eine Kontermination des Dieselmotors mit Schleifstaub zu einer Längung der Steuerkette im innermotorischen Betrieb.

Bild Rasterelekronenmikroskop-Motorschaden-Motorensachverständiger-Motorengutachter