Kernkompetenz Materialographie

Qualität, quantitativ, effizient, flexibel
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Zerstörende &
zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

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Schadensanalyse

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Werkstofftechnische
Beratung

Wir bieten in unserem Kerngeschäft der klassischen Materialographie eine zielgerichtete Werkstoffanalyse – auch für Routineaufgaben. Stetes Ziel ist dabei das Verständnis für Struktur- und Funktionswerkstoffe. Schadensanalysen nehmen wir als Herausforderung an. Der intensive Transfer zwischen der Matworks GmbH und dem Institut für Materialforschung (IMFAA) an der Hochschule Aalen ermöglicht die Nutzung einer Vielzahl von High-End-Geräten zusammen mit ihren wissenschaftlichen Experten.

Tribologie und Korrosion

Auswertung tribologischer Verschleißspur an Metall-Keramik-Verbundwerkstoff.

Wir bieten hochwertige tribologische Untersuchungen zur fundierten Bewertung von Verschleiß- und Reibungsverhalten Ihrer Bauteile und/oder Beschichtungen an.

In Verbindung mit tribologischen Untersuchungen besteht oftmals die Fragestellung zur Beständigkeit von Korrosionsschutzbeschichtungen oder die Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen. Diese bewerten wir mit anerkannten, standardisierten Prüfverfahren wie dem Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227 sowie HAST- (DIN EN 60068-2-66) und PCT-Prüfungen (DIN EN 60749-33). Die gewonnenen Ergebnisse können bei Bedarf gezielt mit Gefügemerkmalen und der chemischen Zusammensetzung der Werkstoffe verknüpft werden, um Ursachen und Wirkmechanismen eindeutig identifizieren zu können.

Schadensanalyse

Materialographische Schliffpräparation von Batterien.

Wir bieten Ihnen eine unabhängige und objektive Schadensanalyse nach VDI 3822, die individuell auf Ihren konkreten Schadensfall zugeschnitten ist. Durch den gezielten Einsatz geeigneter Messgeräte, Analyseverfahren und moderner Methoden untersuchen wir Schäden präzise und nachvollziehbar.

Von der fachgerechten Schadensbegutachtung über die detaillierte Analyse und Auswertung bis hin zu realitätsnahen Simulationen liefern wir belastbare Ergebnisse. Darauf aufbauend entwickeln wir effektive und praxisnahe Abhilfemaßnahmen, unterstützt durch leistungsfähige Simulationstools – für nachhaltige Lösungen und maximale Sicherheit.

Physikalische Prüfung

Einwaage von Rohstoffen für die Eigenschaftsbestimmung.
Wir bieten eine umfassende Charakterisierung thermischer, physikalischer und elektrochemischer Eigenschaften moderner Werkstoffe und Energiespeicher. Dazu gehören die präzise Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit im stationären Verfahren sowie mittels Laser-Flash-Methode, auch temperaturabhängig, ebenso wie die Ermittlung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK), der Wärmekapazität und der Dichte.

Ergänzend analysieren wir das Lade- und Entladeverhalten von Li-Ionen-Batterien unter praxisnahen Bedingungen und führen Post-mortem-Analysen zur gezielten Identifizierung von Schädigungs- und Alterungsmechanismen durch. Abgerundet wird unser Leistungsspektrum durch die physikalische Eigenschaftsbestimmung von Magnetkenngrößen – für fundierte Materialbewertungen, optimierte Bauteilauslegung und maximale Betriebssicherheit.

Mechanische Charakterisierung/Härteprüfung

Bruchfläche eines Verbundwerkstoffes mit duktiler Metall- und spröder Keramikphase.

Unser Leistungsumfang umfasst Makro-, Mikro- und Nanohärteprüfungen einschließlich detaillierter Härteverläufe zur präzisen Materialcharakterisierung. Ergänzend führen wir Zug-, Druck- und Biegeversuche bei Raumtemperatur sowie unter thermischer Belastung (kalt, warm) durch, um das mechanische Verhalten unterschiedlichster Werkstoffe umfassend zu bewerten.

Für Sonderfragestellungen kann unterstützend ein optischer 3D-Scanner (GOM) für die Wegerfassung eingesetzt werden. Darüber hinaus bieten wir Kerbschlagbiegeprüfungen an. Abgerundet wird das Portfolio durch weitere klassische und spezialisierte mechanische Prüfverfahren, die individuell auf die Anforderungen unserer Kunden zugeschnitten werden.

Chemische Analyse

Schichtaufbau mit EDX-Analyse eines elektrischen Steckverbinders mittels FIB-Präparation.
Wir bieten umfassende Analysen zur Bestimmung elementarer Bestandteile und zur Spurenanalytik an. Dabei untersuchen wir lokale Phasenzusammensetzung von Materialien und überprüfen gezielt Herstellerangaben, beispielsweise zu Anteilen an Seltenerd-Metallen oder Additiven in Magneten. Ergänzend führen wir Erstmusteranalysen zur Qualitätssicherung und Materialfreigabe durch.

Zum Einsatz kommen moderne analytische Verfahren wie Röntgenfluoreszenz, Trägergasheißextraktion, Atomemissions- und Atomabsorptionsspektrometrie (AES/AAS) sowie die Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES und ICP-MS), um präzise, verlässliche und nachvollziehbare Ergebnisse zu gewährleisten.

Quantitative Gefügeanalyse

Stahlreinheitsgradanalyse: Automatisierte Auswertung relevanter Einschlüsse.
Wir bieten quantitative Gefügeanalysen als integralen Bestandteil metallografischer Untersuchungen an, die eine objektive und reproduzierbare Charakterisierung der Mikrostruktur ermöglicht. Mithilfe fortschrittlicher Bildanalyseverfahren und validierter Bewertungsprotokolle werden Merkmale wie Korngröße, Porosität, Einschlüsse und Phasenanteile gemäß internationalen Normen zuverlässig quantifiziert.

Unsere Expertise umfasst ISO-, ASTM- und DIN-Bewertungen, einschließlich der Beurteilung der Stahlreinheit. Über die deskriptive Analyse hinaus stellen wir robuste Korrelationen zwischen mikrostrukturellen Parametern und strukturellen, funktionalen und magnetischen Materialeigenschaften her und liefern so wichtige Erkenntnisse über das Materialverhalten. Wenn konventionelle Methoden an ihre Grenzen stoßen, entwickeln wir KI-gestützte Algorithmen zur Auflösung komplexer Mikrostrukturen und unterstützen so die Qualitätssicherung, Materialentwicklung und Prozessoptimierung auf höchstem technischen Niveau.

Röntgendiffraktometrie und Phasenanalysen

In-situ Diffraktometrie für Materialanalysen bis 1.200 °C. Fotograf: Sven Doering 

Mittels XRD bestimmen wir die Kristallstruktur und die Phasenzusammensetzung von kristallinen Materialien. Rietveld-Simulationen liefern weitere Details und Kennwerte über die untersuchten Materialen wie zum Beispiel Kristallstruktur, Phasenanteile, Gitterdehnungen und Kristallitgröße.

In Kombination mit Lineardetektoren und Ofensystemen können wir dynamische Prozesse, wie Härteprozesse, Bainitisieren, Auslagern oder Phasenumwandlungen, in-situ bis zu einer Temperatur von 1200°C beobachten und analysieren.

Zusätzlich können wir die Eigenspannungen in Materialproben röntgenographisch ermitteln. In Kombination mit elektrolytischen Ätzverfahren erstellen wir Ihnen ein Tiefenprofil des Eigenspannungsverlaufs.

Eine große Anlagenkammer ermöglicht die Messung von großen Proben und ganzen Bauteilen.

Computertomographie

CT-Darstellung einer 18650 Lithium-Ionen-Batterie im Längsschnitt.

Zerstörungsfreie 3D-Computertomographie ermöglicht detaillierte Einblicke in die innere Struktur von Bauteilen, etwa für die Qualitätskontrolle, Benchmarkanalysen oder die gezielte Probenpräparation.

Schadensuntersuchungen an Struktur- und Funktionswerkstoffen lassen sich in Kombination mit Lichtmikroskopie, REM und EDX umfassend durchführen. Ergänzend liefern 3D-Partikelauswertungen und 3D-Porenanalysen präzise Informationen zu Verteilung, Größe und Morphologie innerer Defekte und Einschlüsse.

Licht- und Rasterelektronen-Mikroskopie

High-Tech Laborausstattung für die Materialanalytik mittels Elektronenmikroskopie.
Mit neuester Licht- und Rasterelektronenmikroskopie decken wir ein breites Spektrum ab – von einfachen Routineuntersuchungen bis hin zu hochspezialisierten Analyseverfahren wie EDX, EBSD, WDX und FIB.

Mit unseren Automatisierungslösungen und den Einsatz von ML-Algorithmen sind wir in der Lage auch große Bildbereich zu analysieren und die statistische Aussagekraft zu steigern. Mit korrelativen Analyserouten zwischen XRM und Licht- und Rasterelektronmikroskopie begrenzen wir die Anwendung von zeitaufwendigen Detailanalysen, FIB-Präparationen, auf relevante Probenbereiche.

Zu den typischen Anwendungen zählen Gefügeanalysen, Korngrößenanalyse, Fehleranalysen, Ermittlung chemischer Zusammensetzungen, FIB-Analysen, STEM-Analysen, kristallographische Analyse von Texturen und Kristallausrichtungen, Darstellung von Magnetdomänen (dynamische Kerr-Mikroskopie) und Schichtdickenmessungen.

Sie profitieren von unserer langjährigen Expertise in der Analyse und Präparation von Strukturmaterialien, Magnetwerkstoffe (Hartmagnete, Weichmagnete), Keramiken, Li-Ionen Batterien, Brennstoffzellen und Halbleiterbauteile.

Präzision und Expertise in der Probenherstellung

Materialographische Schliffpräparation von Batterien.

  • Serienschliffpräparation in höchster Qualität mit Kalt- oder Warmeinbetten
  • Spezielle Präparation von Beschichtungen aus Dünn-und Dickschichten
  • Präzise Probenpräparation/Zielpräparationen
  • Chemisches oder thermisches Ätzen und physikalische Kontrastierung, z. B. Sputtern
  • Alle Materialklassen, z. B. Stähle, Aluminium-, Titanlegierungen, Buntmetalle, Li-Ionen Batterien, Hart-/Weichmagnete,
  • Keramiken, Ferrite, Verbundwerkstoffe, GFK, CFK, Polymere
  • Proben aus Komponenten oder ganzen Baugruppen, z. B. aus Motoren, Werkzeugen, Leiterplatten, Aktuatoren, Sensoren,
  • Bauteile mit Löt- und Schweißverbindungen
  • Materialographische Analysen mit Expertenbewertung direkt als präsentationsfähige Dokumentation

Teilweise in Zusammenarbeit mit dem Institut für Materialforschung der Hochschule Aalen.