Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 159
Gefiigepriparation mittels Glimmentladungsplasma am Beispiel von
ENTS Ni-Ti, Cu-Zn und einer Ni-Basislegierung
A. Undisz, K. E. Freiberg, A. Seide, T. Koenen, M. Rettenmayr
Friedrich-Schiller-Universitit, Jena
fam besten
Kann. 1 Einführung
rer bzw.
Strukturen Die Darstellung des Gefüges für die Beurteilung von Werkstoffen ist eine anspruchsvolle Aufgabe,
die je nach Legierungssystem an aufwendige Präparationsmethoden sowie persönliche Erfahrung
und Präparationsgeschick geknüpft ist. Probleme verursachen z.B. die Bildung von Verformungs-
schichten beim mechanischen Abtrag, unzureichendes Anätzen des Gefüges aufgrund hoher
chemischer Werkstoffbeständigkeit oder die Bildung von Artefakten während des chemischen /
elektrochemischen Ätzens [1, 2]. Eine Alternative zur Vermeidung dieser Probleme ist der Einsatz
nn defokussierter Ionenstrahlen. Verformungsschichten können im Idealfall entfernt und Gefüge ohne
pr ae chemisches oder elektrochemisches Atzen sichtbar gemacht werden. Problematisch sind jedoch die
* Size geringe Größe der präparierten Fläche, die Möglichkeit der Probenschädigung aufgrund der Energie
Hot 3 der beschleunigten defokussierten Ionen (>1keV) und in einigen Fallen auch geringe Abtragsraten.
Hen Eine Alternative zu defokussierten Ionenstrahlen bietet die Nutzung eines Glimmentladungsplasmas
HE LAS ("glow discharge“; GD-Plasma) mit deutlich geringeren Ionenenergien bei gleichzeitig höherer
Ionenanzahl [3]. Als Konsequenz ergibt sich eine höhere Abtragsrate bei geringerer Proben-
schädigung. In aktuellen Arbeiten verschiedener Arbeitsgruppen wurde die prinzipielle Nutzbarkeit
des Verfahrens zur Darstellung von Gefügen demonstriert [4, 5]. In der vorliegenden Arbeit wird
die universelle Anwendbarkeit der Technik an verschiedenen Legierungssystemen untersucht. Die
Ergebnisse werden mit denen konventioneller Präparation verglichen. Ausgewählt wurden drei
Mor af Legierungssysteme, die konventionell aufgrund von Artefaktbildung bei chemischem Ätzen (Ni-
N Ti), stark inhomogenem Atzverhalten und geringem Massekontrast (mehrphasiges Cu-Zn) und
hoher chemischer Beständigkeit (Ni-Basislegierung „Hastelloy C 276‘) nur mit erhöhtem Aufwand
zu präparieren sind.
(ustrustr
a 2 Material und Methoden
Die verschiedenen Materialien wurden durch mechanisches Schleifen und anschlieBend durch
mechanisches Polieren (Ni-Ti und Cu-Zn) bzw. elektrochemisches Polieren (Hastelloy 276) fiir das
Atzen vorbereitet. Zum Vergleich wurden polierte Proben eines jeden Materials entweder chemisch
geätzt oder mittels GD-Plasma behandelt. Details zum chemischen Atzen und zur Behandlung mit
GD-Plasma sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Préparation mittels GD-Plasma wurde in einem
Glimmentladungsspektrometer (GDA 750, Spektruma Analytik GmbH) bei einem
Anodendurchmesser von 2,5mm und druckgeregelt durchgefiihrt. Geeignete Anregungsparameter
fir das GD-Plasma wurden mit Hinblick auf reproduzierbares Ziinden und stabiles Glimmen des
Plasmas gewählt. Da in der vorliegenden Arbeit die universelle und einfache Nutzbarkeit von GD-
