Lokale Elektrochemie

Wir bieten einzigartige und moderne, lokale, elektrochemische Analyse-Methoden zur Untersuchung der Reaktivität und chemischen Beständigkeit von Hochleistungsmaterialien, Beschichtungen und technologischen Komponenten an. Werkstoff-Komponenten wie sie im Hoch-und Tiefbau, für medizinische Implantate, in der Automobilindustrie, der Luftfahrt, im Maschinenbau und für die Stromerzeugung, im Verpackungswesen, für die Uhrenindustrie, die Mikroelektronik und -sensorik Anwendung finden.

Zu diesem Zweck werden selbstentwickelte Mikro- und Nano-Kapillarverfahren mit sehr reaktiven Flüssigkeiten sowie definierten Gasgemischen bei erhöhten Temperaturen (bis 1200 ºC) auf lokaler Ebene bis in den Nanometerbereich eingesetzt. Diese lokale, elektrochemische Charakterisierungsmethode kann mit weiteren, oberflächenempfindlichen Analyse-Methoden kombiniert werden (z. B. SEM/EDX, XRD, XPS, AES, Impedanzspektroskopie und Umwelt-AFM).

Das Prinzip der elektrochemischen Kapillartechnik besteht aus einer Glasmikrokapillare (mit einem Spitzendurchmesser im Bereich von 0.2 - 1'000 µm). Diese funktioniert als miniaturelektrochemische Zelle und kann mit Hilfe eines Mikroskops an der zu untersuchenden Stelle der Probe positioniert werden. Da sich der Elektrolyt innerhalb der dünnwandigen Kapillarspitze befindet, entspricht der Spitzendurchmesser derjenigen der kontaktierten Oberfläche. Wegen der geringen Ströme werden hochauflösende Potenziostaten eingesetzt, die eine Auflösung des gemessenen Stroms von bis zu 20 fA aufweisen.

Modifizierte Mikrokapillargeräte ermöglichen lokale, elektrochemische Messungen in Flüssigkeiten und Gasgemischen bei erhöhten Temperaturen. Während der Messung kann die Probe zusätzlich mechanisch (Bsp. durch Zug oder Reibung) oder chemisch (durch fliessendes Medium)  beansprucht werden. Diese Kapillartechnologie wurde bereits sehr erfolgreich in den folgenden Bereichen angewendet:

  • Ermittlung der Rolle von Mikroeinschlüssen (z. B. Ausscheidungen, Verunreinigungen, Korngrenzen, Mikrorisse, Poren)
  • Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität von medizinischen Implantaten in biologischen Medien mit gleichzeitiger chemischen Analyse von Auflösungsprozessen
  • Alterungsverhalten von elektronischen Bauteilen und Sensoren

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Dr. Jan Kollender

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Technischer Fachspezialist

Telefon: +41 58 765 4622