Characterization of Polymers and Corrosion Products by Raman Spectroscopy
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Summary
The Raman spectroscopy is a nondestructive lateral surface sensitive analytical technique aimed at characterizing newly developed coatings and examining the quality of corrosion resistance of surface modifications. Due to the small spatial detection volume of 1 μm3, the chemical microstructure of the surface and organic or inorganic layers can be identified. The crystallinity of coatings, the degree of molecular order, orientation and cross-linking, measurable by the stereo selectivity of the Raman spectroscopy was applied for the classification of Polyethylenetherephtalate (PET) coatings. For determining multilayer systems, the confocal measuring technology of the Raman microscope has been performed for depth profiling through transparent PET layers. Furthermore, this confocal measuring technique provided the best results for the local identification of corrosion products by monitoring the corrosion under transparent organic corrosion protection layers. Selected samples displayed the facilities of Raman spectroscopy to characterize the formation of organic surface coatings and inorganic contaminations by lateral and confocal detection properties. Therefore, Raman spectroscopy received special interest in coating and steel applications to analyse the degradation, processing history or interlacing of coatings and to reduce production sources of error.
Keywords
Corrosion Product Raman Spectroscopy Multilayer System Inorganic Layer Stereo SelectivityCharakterisierung von Polymeren und Korrosionsprodukten mittels Raman-Spektroskopie
Zusammenfassung
Die Raman-Spektroskopie ist eine zerstörungsfreie, lateral auflösende, oberflächensensitive Analysentechnik zur Charakterisierung von Beschichtungen und zur Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit von Oberflächenbehandlungen. Durch das hohe Auflösungsvermögen von etwa 1 μm3 kann die chemische Struktur von Oberflächen und organischen bzw. anorganischen Schichten identifiziert werden. Die Kristallinität von Beschichtungen, der Grad der Molekülordnung, -orientierung und -vernetzung wurde für die Klassifizierung von Polyethylentherephtalat (PET)-Beschichtungen angewandt. Zur Charakterisierung eines Mehrlagen-Systems wurde die konfokale Messoption der Raman-Mikroskopie zur Tiefenprofilanalyse von transparenten PET-Schichten verwendet. Diese konfokale Technik liefert auch die besten Resultate für die Identifikation von Korrosionsprodukten unterhalb der Schutzschichten. Ausgewählte Muster zeigten die Möglichkeiten der Raman-Spektroskopie zur Charakterisierung organischer Oberflächenbeschichtungen und anorganischer Verunreinigungen. Daher hat die Raman-Spektroskopie spezielles Interesse gefunden in der Analyse von Zersetzung, Entstehungsgeschichte oder Vernetzung von Beschichtungen und bei der Verminderung von Produktionsfehlern beim Einsatz von Stählen.
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