Die Ultrahochreine Kohlestäbe werden zur Kohleverdampfung bei EM Anwendungen eingesetzt, entweder um nichtleitende Proben mit einer dünnen Kohleschicht zu überziehen, oder um Support-Filme für TEM Proben herzustellen. Die Struktur der Kohlestäbe besteht in Wirklichkeit aus hochreinem Graphit, welches sich während des Reinigungsprozesses der Stäbe formt. Die maximale Verunreinigung der Kohlestäbe beträgt 2 ppm, wobei kein Element über 1 ppm liegt (siehe Tabelle). Typisch ist eine Gesamtverunreinigung unter 1 ppm. Das macht die ultrahochreinen Kohlestäbe ideal für REM, EDX, WDX, EBSD und EPMA Anwendungen. Derzeit werden zwei unterschiedliche Güteklassen angeboten:
Kohlestäbe mit Standard-Reinheit
Für Standard REM-EDX Anwendungen stehen auch Kohlestäbe der Güteklasse F-S mit Standard-Reinheit zur Verfügung. Diese Kohlestäbe der Güteklasse T-S haben eine Gesamtverunreinigung von maximal 50 ppm. Die Verunreinigungen dieser kostengünstigen Kohlestäben mit Graphitstruktur bestehen typisch aus: Si 2-5 ppm, Ca 20 ppm, Ti 8-10 ppm, V 4 ppm, Cr 10 ppm und Fe 20 ppm – maximal 50 ppm. Die sonstige Eigenschafter der Güteklasse T-S sind identisch mit der Güteklasse F-S.
Parameter | Klasse F-S |
Klasse F-A |
Klasse T-S |
Produkt#nr Ø3.05mm |
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Dichte (g/cm3) |
1.80 |
1.61 |
1.80 |
Elektrischer Widerstand (µOhm.cm) |
939.7 |
635 |
939.7 |
Härte (Shore) |
42 |
32 |
42 |
Porosität (%) |
16.5 |
28.5 |
16.5 |
Zugfestigkeit (MPa) |
41.4 |
22.1 |
41.4 |
Biegefestigkeit (MPa) |
51.8 |
24.2 |
51.8 |
Druckfestigkeit (MPa) |
65.6 |
48.2 |
65.6 |
Wärmeausdehnungsrate (x10-6/K) |
2.9 |
1.9 |
2.9 |
Reinheit |
Ultrahoch |
Ultrahoch |
Standard |
Verunreinigung (ppm) |
Max. 1/Element |
Max. 1/Element |
Max. 50 |
Struktur |
Graphit |
Graphit |
Graphit |
Erscheinungsbild |
Hart, brüchig |
Weicher |
Hart, brüchig |
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Die Kohlestäbe werden in einem Brennofen gereinigt, wobei sich der Kohlenstoff in Graphit umwandelt und Verunreinigungen entfernt werden. Ein Probeexemplar pro Charge der ultrahochreinen Kohlestäbe wird zur Qualitätssicherung per ETV-ICP (Electro Thermal Evaporation – Inductively Coupled Plasma) analysiert. Keines der Elemente darf bei dieser Analyse über 1 ppm liegen.
Typische Ergebnisse bei der Reinheitsanalyse der Kohlestäbe (Angaben in ppm): :
Element |
Klasse F-S Ø3.05mm |
Klasse F-S Ø6.15mm |
Klasse F-A Ø6.15mm |
B |
0.026 |
N/D |
0.043 |
Mg |
0.031 |
0.045 |
0.020 |
Al |
0.189 |
0.029 |
0.819 |
Si |
0.464 |
N/D |
0.081 |
Ca |
0.203 |
0.404 |
0.109 |
Ti |
0.011 |
0.004 |
0.005 |
V |
0.016 |
N/D |
0.010 |
Cr |
0.018 |
N/D |
N/D |
Mn |
N/D |
N/D |
N/D |
Fe |
0.275 |
0.034 |
0.063 |
Ni |
0.093 |
0.008 |
0.058 |
Cu |
0.012 |
0.015 |
N/D |
Zn |
0.016 |
0.113 |
0.005 |
Zr |
N/D |
0.001 |
N/D |
Mo |
0.038 |
0.009 |
0.036 |
Ag |
N/D |
N/D |
N/D |
Sn |
0.131 |
N/D |
N/D |
W |
N/D |
N/D |
N/D |
Pb |
N/D |
0.021 |
N/D |