Dämpfung von zylindrischen stehenden Kapillarwellen durch grenzflächenaktive Stoffe

Zusammenfassung Es werden die Methode der zylindrischen stehenden Wellen sowie der Einfluß von oberflächenaktiven Stoffen (lösliche und unlösliche Fettsäure und Triton X 100) auf die Dämpfung dieser Wellen beschrieben. Die experimentelle Untersuchung der tangentialen Bewegung der Oberfläche in Anwesenheit des Oberflächenfilmes bestätigt die Aussagen der hydrodynamischen Theorie der Dämpfung. Für die untersuchten Oberflächenfilme werden Oberflächendruck und dynamische Elastizität berechnet. Der Unterschied zwischen den ermittelten dynamischen Elastizitäten und den aus der Zustandsgleichung berechneten statischen Elastizitäten wird diskutiert.

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Summary The method of stationary cylindrical waves and the influence of surface-active materials (soluble and unsoluble fatty acid and Triton X 100) on the damping of these waves are described. The experimental investigation of the tangential motion of the surface in the presence of a surface film confirms the conclusions of the hydrodynamic theory of damping. The surface tension and the dynamic surface elasticity for the investigated surface films are calculated. The difference between the determined surface elasticity and the static elasticity calculated with the surface equation of state is discussed.

     

Microspot chemische Analyse mittels kombinierter hochaufgel?ster AES und XPS

Summary Üblicherweise wird Auger-Elektronenspektroskopie als eine Methode zur Elementanalyse der Oberflächen betrachtet, wobei in wenigen Fällen (C, Al, Si, u.a.) chemische Informationen geliefert werden. Hochaufgelöste Spektren im direkten Mode zeigen jedoch, daß die chemische Verschiebung meistens größer bei den Augerlinien als bei den Photolinien ist. Dies heißt, daß AES wie XPS eine chemische Information enthält, die trotz der breiteren Peaks erreicht werden sollte.Diese Betrachtung ist von Interesse, falls chemische Informationen im Mikrometerbereich gesucht werden. In den besten Fällen kann eine Fläche Ø > 0,1 mm mit XPS analysiert werden, da die Röntgenstrahlen schlecht fokussierbar sind. Unter gleichen Bedingungen (Energieauflösung, Nachweisgrenze) können viel kleinere Bereiche mit AES analysiert werden (Ø < 1 m). Für die Bestimmung der Bindungszustände mit AES benutzt man die Fingerprintmethode und den Vergleich zwischen elektronen- und photoneninduzierten Augerlinien.Als Beispiel wird diese Methode auf GaAs-Schichten angewandt. Während des Wachstums der Schicht mittels Molecular Beam Epitaxy (MBE), können unter gewissen Bedingungen Flecken auftreten, deren Durchmesser kleiner als 20 m ist. Die Oberfläche wurde mittels XPS und AES analysiert (AlK Anode, 10 kV Rasterelektronenkanone, Mac 2 Spektrometer). Werden XPS- sowie AES-Spektren mit denselben Spektrometerparametern gefahren, so sind die photonen- und elektroneninduzierten Augerlinien direkt vergleichbar.Nach Oxidation der Oberfläche sind die Ga L₃MM (1 065,5 eV) und As L₃MM (1 224,3 eV) Augerpeaks in zwei Komponenten (Oxid + Metall) aufgespalten. Das Oxid/Metall-Verhältnis bleibt ungefähr konstant, wenn die Röntgenquelle eine Fläche mit 3 mm Ø erfaßt oder der Elektronenstrahl über eine fleckfreie Fläche von 10 × 10 m² gerastert wird. Wird aber der Strahl auf einem Fleck gerastert, dann sind die Oxid/Metall-Verhältnisse drastisch verändert. Es wurde nachgeprüft, daß keine Beschädigung der Probe durch den Elektronenstrahl entstanden ist.Dieses Beispiel zeigt, wie hochaufgelöste AES mit XPS kombiniert werden kann, um chemische Informationen im Mikrometerbereich zu liefern.

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Microspot chemical analysis using combined high resolution AES and XPS

     

Analysis of copolymer surfaces by surface reactions and XPS

Summary The adsorption of polar groups at the polymer melt/mould interface is detected by chemical analysis. Vinyl alcohol groups and vinyl acetate groups (after hydrolysis) react with heptafluoro-butanoic acid chloride to attach a fluorine-containing molecular group to the surface. By measuring fluorine and other elements with XPS the surface composition is determined. On a gold substrate vinyl alcohol groups are adsorbed in a copolymer of vinyl chloride, vinyl acetate and vinyl alcohol. If a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer is compression moulded against gold, the polymer surface energy is increased by adsorption of vinyl acetate groups. Subsequent relaxation, after removal of the substrate, leads to slow desorption of vinyl acetate groups. At the interface of the vinyl chloride-vinyl acetate copolymer with nickel or aluminium the polymer is oxidized.

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Zusammenfassung Die Adsorption von polaren Gruppen an der Polymerschmelze/Substrat — Grenzfläche wird chemisch analysiert. Vinylalkohol- und Vinylazetatgruppen in Oberflächen von Copolymeren reagieren (nach Hydrolyse) mit Heptafluorbuttersäurechlorid. Mit XPS (X-ray-Photoelectron-Spectroscopy) messen wir die Fluormenge, um die Oberflächenzusammensetzung zu bestimmen. In PVC/Ac/Alc Copolymerem adsorbieren Vinylalkoholgruppen an ein Goldsubstrat. Die Zunahme der Oberflächenenergie von PVC/Ac durch Schmelzen auf einer Goldoberfläche und die spätere Relaxation, werden verursacht durch Adsorption und Desorption von Vinylazetateinheiten. Bei Gebrauch von Nickel oder Aluminium wird die Polymeroberfläche oxydiert.

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With 3 tables     

La rhéologie superficielle: un modèle pour les processus d'écoulement des systèmes colloïdaux

Zusammenfassung Eine quantitative Beschreibung aller rheologischen Eigenschaften der monomolekularen Oberflächenschichten kann von der bestimmten Kenntnis der Struktur und der intermolekularen Wechselwirkungen der Oberflächenfilme her gegeben werden. Es ist möglich, zum Beispiel, alle Eigentümlichkeiten des newtonschen oder nichtnewtonschen Verhaltens sowie der Thixotropie und der Rheopexie in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsgradienten und der Fließdauer zu berechnen, wenn man die isotherme Kurve Oberflächenspannung — Oberflächenkonzentration ebenso wie die Kettenlänge der Moleküle des Oberflächenfilms kennt. Aber die molekulare Struktur selbst ist in starkem Maße vom Bewegungszustand des Systems abhängig; Struktur und Fließzustand erscheinen als korrelative Vorgänge.Gleiche Betrachtungen können natürlich auf dreidimensionale Systeme angewendet werden. Infolgedessen kann man eine allgemeine, aber nur qualitative Erklärung von zahlreichen rheologischen Besonderheiten der kolloiden Systeme erreichen. Die Grundlagen dieser Darstellung sind 1. die Übertragung von Molekülen des Lösungsmittels, die an die kolloiden Partikel fest gebunden werden; 2. die Verformung der Quasi-Netzstruktur des fließenden Systems und die entsprechende Relaxation; 3. die mikroskopischen (oder makroskopischen) Phasenumwandlungen, die durch das Fließen verursacht werden.Verschiedene Beispiele von unregelmäßigem Fließverhalten werden von dieser gegenseitigen Wechselwirkung zwischen Struktur und Strömungszustand aus gedeutet.

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Vortrag, gehalten auf dem Herbert-Freundlich-Gedächtnis-Kongreß in Berlin vom 5. bis 8. Mai 1954.     

Photo-electron spectra of solid samples

Summary The semi-quantitative analysis (of relative quantities of all elements except hydrogen) and the conditions for detecting non-equivalent atoms of a given element are discussed, with emphasis on the restriction to the outermost 5–10 atomic layers of the surface. Recent developments in our understanding of chemical shifts, the origin of satellite signals, the correction for the charging effect, Auger spectra of non-conducting samples and specific applications to metallic alloys and catalysts are reviewed.

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Photoelektronenspektren fester Proben

Zusammenfassung Die halbquantitative Analyse (relativer Mengen aller Elemente außer Wasserstoff) und die Bedingungen zum Nachweis nicht-äquivalenter Atome eines Elements werden diskutiert, wobei eine Beschränkung auf die äußersten 5–10 Atomschichten der Oberfläche erfolgt. Neuere Entwicklungen im Verständnis der chemischen Verschiebungen, der Ursprung von Satellitensignalen, die Korrektur für den Ladungseffekt, Augerspektren nichtleitender Proben sowie spezifische Anwendungsmöglichkeiten auf Metall-Legierungen und Katalysatoren werden besprochen.

     

Ion beam induced effects in thin-film analysis

Summary Quantitative thin film and in-depth analysis is often complicated or even prevented by interfering effects which are induced by the ion bombardment used for sputter removal of the sample. From these effects, sputter induced surface microtopography and bombardment induced stoichiometry changes are discussed on the basis of recent experimental and theoretical results. A method for establishing extremely plane bombarding craters at low bombarding energies is mentioned.

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Ionenstrahlinduzierte Effekte bei der Dünnschichtanalytik

Zusammenfassung Quantitative Dünnschicht-oder Tiefenprofilanalysen werden häufig durch Störeffekte erschwert oder verhindert, die durch den zum Probenabtrag benutzten Ionenbeschuß induziert werden. Von diesen Effekten werden die beschußinduzierte Oberflächen-Mikrotopographie und die durch den Ionenbeschuß verursachten Stöchiometrieän-derungen an der Probenoberfläche anhand neuer theoretischer und experimenteller Ergebnisse diskutiert. Weiter wird ein Verfahren zur Erzeugung extrem ebener Beschußkrater bei niedrigen Ionenbeschußenergien besprochen.

     

Zusammenhänge zwischen dem Sedimentationsverhalten und der Oberflächenladung von Leuchtstoffpulvern in Wasser

Zusammenfassung Anhand von Modellsuspensionen wurden die Zusammenhänge zwischen der Oberflächenladung von Leuchtstoffpulvern und ihrer Dispergierbarkeit mit Hilfe der Sedimentationsanalyse aufgezeigt. Definierte Oberflächenladungen werden durch Adsorption von kation- und anionaktiven Tensiden an der Leuchtstoffoberfläche erzeugt. Es zeigt sich, daß gemäß der Theorie sowohl bei hohen positiven als auch negativen Oberflächenladungen wegen starker abstoßenderCoulomb-Kräfte die Dispergierung gut ist. Aggregation tritt vor allem im Bereich geringer positiver Oberflächenladungen auf. Aus den Daten der Sedimentationsanalyse werden nachGarner Aggregationskonstanten und Haftenergien berechnet und diskutiert. Die Untersuchung dieser Zusammenhänge ist von Bedeutung für die Verarbeitbarkeit von Leuchtstoffen bei der Farbbildröhrenherstellung.

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Summary With the aid of model suspensions the correlations are shown between the surface charge of phosphor powders and the dispersibility of the latter by means of the sedimentation analysis.Defined surface charges are produced by adsorption of cation-active and anion-active tensides on the phosphor surface. It becomes evident that — in accordance with the theory — the dispersing is satisfactory both with high positive and negative surface charges because of strongCoulombian repulsions. Aggregation occurs above all in the region with low positive surface charges. From the data of the sedimentation analysis, equilibrium constants of aggregation and adhesive energies are calculated and discussed in accordance withGarner. The inquiry into these correlations is of importance with regard to the processability of phosphors used for the colour tube production.

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Vorgetragen auf der 25. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft am 13–15.10.1971 in München.     

In situ characterization of electrochemically-formed oxide films on low carbon steel by diffuse reflectance spectroscopy

Summary The mechanism of corrosion of steel and iron is studied by the combination of cyclic voltammetry and diffuse reflectance absorption spectroscopy (DRS). The method is especially valuable to investigate samples with rough or polycrystalline surfaces without prior preparation as it is the case for cold rolled low carbon steel. The sensitivity depends on the absorption coefficients of the oxide film. In the case of the Fe²⁺/Fe³⁺-redox-system it is possible to investigate the formation and reduction of the passive layer even with under monolayer coverage. The spectroscopic measurements allow to identify the formation of Fe²⁺-Fe³⁺-mixed oxides which are responsible for protective or non-protective films. Spectra of different modifications of iron oxide powders are also given.

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In situ Charakterisierung elektrochemisch gebildeter Oxidschichten auf Stahl mit Hilfe der diffusen Reflexions-spektroskopie

Zusammenfassung Mit Hilfe der Kombination von cyclischer Voltammetrie und der diffusen Reflexionsspektroskopie läßt sich der Mechanismus der Korrosion von Stahl und Eisen untersuchen. Die Methode ist besonders geeignet zur Untersuchung von rauhen und auch polykristallinen Oberflächen, wie es der Fall ist bei Tiefziehblechen. Die Proben können ohne Vorbehandlung wie z.B. Polieren direkt eingesetzt werden. Die Empfindlichkeit liegt beim Eisensystem bei unter monomolekularer Bedeckung des Oxids auf dem Metall. Durch die spektroskopischen Untersuchungen ist es möglich, die Bildung von Mischoxiden zu verfolgen. Diese Oxide sind verantwortlich für die Bildung von schützenden oder weniger schützenden Passivschichten. Es werden auch Beispiele von Absorptionsspektren verschiedener Modifikationen von Eisenoxiden gegeben.

     

Mineralpulver-Suspensionen in Bitumen und verwandten Stoffen,II

Zusammenfassung Die wichtigsten Untersuchungsverfahren für Mineralpulver sind die mikroskopische Prüfung auf Korngröße, Kornverteilung und Kornform, die Feststellung des Schüttvolumens und die direkte Ermittelung der spezifischen Oberfläche durch Permeabilitätsmessungen an Pulversedimenten. Die Bestimmung der Kornverteilung durch die Sedimentationsanalyse und besonders die Berechnung der spezifischen Oberfläche aus ihren Ergebnissen sind wegen der für sehr unregelmäßige Partikeln fraglichen Gültigkeit des Stokesschen Gesetzes und wegen der notwendigen Vernachlässigung der feinsten Anteile und von Kornform und Oberflächenrauhigkeit für die Oberflächenberechnung nur beschränkt anwendbar und eignen sich nicht zum Vergleich verschiedener Mineralpulver und ihrer Stabilisierungswirkung auf Bitumen.     

Applications of infrared and Raman spectroscopy in industry

Summary There have been many recent explosive advances in both IR and Raman spectroscopy which have developed in response to industrial problems of increasing complexity. Probably the biggest factor in these advances has been computerization, which has contributed not only to substantial improvements in data handling but to enormous gains in sensitivities of analyses as well.In this paper numerous examples of Raman and IR applications in industry are given using many of these recent advances, including in-situ techniques, microprobe analyses, unusual combinations of instruments — i.e., hyphenated methods — and new sample handling techniques. The bright future of FT-IR and Raman spectroscopy is also briefly discussed.

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Anwendungen der Infrarot- und Ramanspektroskopie in der Industrie

Zusammenfassung Infrarot- und in geringerem Maße Raman-Spektroskopie sind etablierte und wirklich alltägliche Techniken in einem gut ausgerüsteten Industrielabor. Sie werden routinemäßig bei Problemen eingesetzt, die von großer Bedeutung für den Erfolg einer Forschungs- und Entwicklungsindustrie sind.Die Untersuchung von Katalysatorstrukturen und der Oberflächenadsorptionsstellen in Hinblick auf Katalysevorgänge kann Isotopensubstitution und in situ Bestimmungen bei mittleren bis hohen Drücken und Temperaturen einschließen. Für die in situ Untersuchungen von Katalysatoren ist Raman-Spektroskopie die einfachere Methode, da das Trägermaterial keinen Einfluß hat.Untersuchungen bei hohen Drücken sind wichtig für Modellstudien bei der Ölproduktionsforschung, da hier Bandenpositionen und -intensitäten von gasförmigen/flüssigen Mischungen von Kohlenwasserstoffen mit dem Druck korreliert und für die Analyse der Zusammensetzung verwendet werden.Relativ neue Entwicklungen in der Schwingungsspektroskopie, wie Mikrotechniken und Mikroskopanordnungen, berühren alle Gebiete der Forschung und Entwicklung, die für die Ölindustrie typisch sind. Dazu gehören in der Raman-Spektroskopie die räumliche Trennung von Probe und Detektionssystem, die durch optische Fibern überbrückt wird, und viele Probentechniken in der IR-Spektroskopie wie IRAS, DRIFT und FTIR-PAS. In situ IRAS ist eine sehr leistungsstarke Methode bei der Untersuchung von beschichteten Metalloberflächen, Adhäsionsschichten und des zeitlichen Verhaltens von Beschichtungen bei Wärmebehandlung.Bei vielen analytischen Problemen liegen komplexe Gemische vor, zu deren Lösung Verbundverfahren wie GC/ FT-IR oder TGA/FT-IR beitragen können. Ebenso ist ein mobiles FT-IR-Spektrometer ein interessantes und sehr nützliches Konzept. Schließlich werden Beispiele für spektroskopische Einzelanalysen gezeigt, die entweder die besonderen oder auch die sich ergänzenden Möglichkeiten der FT-IR- und Raman-Spektroskopie ausnutzen.

     

Die Oxydation von Blei in Wasser bei Gegenwart von atmosphärischem Sauerstoff, 2. Mitt.

Zusammenfassung Der zeitliche Verlauf der Oxydation von granuliertem Blei ist unregelmäßig, weil sich dessen Oberfläche während der Reaktion nicht konstant vermindert. Die Reaktion verläuft an der Luft mit und ohne CO₂ mit gleicher Geschwindigkeit, weil auch an der Luft nur eine Mischung von Bleioxyd und Hydroxydcarbonat entsteht. Auf die geometrische Oberfläche bezogen, hat die Oxydationsgeschwindigkeit unter den beschriebenen Bedingungen eine Größenordnung von 0,6 g/dm²h. Auch die Abhängigkeit der oxydierten Bleimenge vom Partialdruck des Sauerstoffes (0,00–0,21) wurde bestimmt. Die Bleikonzentration hat in breitem Intervall praktisch keinen Einfluß. Der Lichteinfluß ist positiv, auf die Reaktion in der Dunkelheit bezogen, ist die oxydierte Bleimenge 1,2mal höher. Die Bedingungen für die Herstellung von tetragonalem Bleioxyd, dessen Bildung über das rhombische Bleioxyd verläuft, werden wiedergegeben.Mit 3 Abbildungen     

Quantitative IR-ATR-Spektrometrie ohne Eichkurven

Zusammenfassung Der Einfluß der Oberflächenmorphologie auf das Ergebnis der IR-ATR-spektroskopischen Schichtdickenbestimmung [1, 2] wurde am Beispiel von beölten Aluminiumfolien mit spiegelnd glänzenden und mattierten Oberflächen und Schichtdicken der Beölungen im Bereich von 1–100 nm untersucht. Als Referenzmethode diente die relativkonduktometrische Schichtdickenbestimmung [6]. Die Oberflächenmorphologie wurde mit einem Auflichtmikroskop untersucht, das auch die Vermessung von vertikalen und lateralen Strukturen erlaubte.Im Bereich von mittleren Schichtdicken von 1–7 nm auf spiegelnd glänzenden Aluminiumfolien konnte ein Einfluß der Oberflächenstruktur festgestellt werden, der zu einem mit einer experimentell bestimmbaren linearen Funktion korrigierbaren Minderbefund der IR-ATR-spektroskopisch gegenüber der relativkonduktometrisch bestimmten Schichtdicke führte. Unter dem Mikroskop konnten Riefen und kraterartige Vertiefungen in der Aluminiumoberfläche festgestellt werden, deren Tiefe größer war als die Eindringtiefe des IR-ATR-Verfahrens und die daher höchstwahrscheinlich für den Minderbefund maßgebend waren. Die Planimetrierung und Ausmessung dieser Vertiefungen bildet einen wesentlichen Beitrag zur zukünftigen Entwicklung eines Maßfaktors für den Minderbefund der IR-ATR-spektroskopischen Schichtdickenbestimmung in Abhängigkeit von der Oberflächenmorphologie der Proben für Schichtdicken im Bereich von 1–100 nm.Für die Bestimmung der Schichtdicken der untersuchten Proben wurde IR-ATR-spektroskopisch eine relative Standardabweichung von 11,7%, bzw. relativkonduktometrisch von 14,2% erhalten.

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Quantitative IR-ATR-spectrometry without calibration curvesII. Effect of the surface morphology of the sample

Summary The results of the IR-ATR-spectroscopic determination of the organic film thickness (range 1–100 nm) on Al-foils of different surface roughness [1, 2] are discussed in terms of their dependence on the Al-surface morphology. The surface morphology has been characterized by light microscopy, which allows for an investigation of both vertical and lateral structures. As a reference method the relative conductometric (RC) determination of the organic film thickness [6] has been used.Within the range of 1–7 nm mean film thickness on perfectly reflecting Al-foils an influence of the surface morphology could be found in terms of a negative deviation of the measured IR-ATR-thickness values, as compared to the RC-values, which is correctable by an experimentally established function. Under the microscope channels and crater-like cavities in the Al-foils could be observed, whose depth was greater than the penetration depth of the IR-radiation. It is assumed that these features are mostly responsible for the negative deviation of the IR-ATR-results.The measurement of the size of these cavities seems to be a significant contribution to a future development of a calibration factor which would allow to correct IR-ATR-spectroscopic thin-film analysis (range 1–100 nm) for the respective roughness of the Al-support.The measurements for the determination of the organic film thickness described here are characterized by a relative standard deviation of 11.7% (IR-ATR) and 14.2% (RC).

Die Autoren danken Herrn Prof. Dr. H. Malissa für die wohlwollende Förderung dieser Arbeit und dem Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung für das zur Verfügung gestellte IR-Spektrometer Perkin-Elmer 180.     

Physical adsorption of gases on energetically heterogeneous solids II. Theoretical extension of a generalizedLangmuir equation and its application for analysing adsorption data

The generalizedLangmuir equation proposed in part I is extended to monolayer adsorption with lateral interactions and to multilayer adsorption on heterogeneous surfaces with random distribution of adsorption sites. New differential functions, useful for interpreting the adsorption data, are introduced to study the mathematical and physical properties of this equation. These functions are applied to study three gas adsorption systems available from the literature.

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Gasadsorption auf energetisch heterogenen Feststoffen, 2. Mitt.: Die theoretische Erweiterung einer generalisierten Langmuir-Gleichung und ihre Anwendung zur Analyse von Adsorptionsdaten

Zusammenfassung Die generalisierteLangmuir-Gleichung, die in der 1. Mitt. beschrieben wurde, wird für die einlagige Adsorption mit lateralen Wechselwirkungen und für die viellagige Adsorption auf heterogenen Oberflächen mit einer Zufallsverteilung von Adsorptionsplätzen erweitert. Es werden neue Differentialfunktionen zur Untersuchung der mathematischen und physikalischen Eigenschaften dieser Gleichung eingeführt, die sich als fruchtbringend zur Interpretation von Adsorptionsdaten erweisen. Diese Funktionen werden zur Untersuchung von drei Gasadsorptionssystemen aus der Literatur herangezogen.

     

Adsorption of Freon 113

Summary The adsorption of Freon 113 (1,1,2 trichloro-1,2,2 trifluoroethane) at 260–310 K on Graphon was measured and compared with the adsorption of krypton at 104–120 K on the same surface. The adsorption isotherms, and resulting thermodynamics, for both adsorbates were similar over the entire pressure range studied. Surface area analysis of the data suggests that the Freon molecule occupies approximately 2.5 times the area of the krypton molecule on Graphon. Further, the Freon molecules are hindered in their rotational freedom on this surface at these temperatures, with their dipole axes aligning perpendicular to the surface of the Graphon.

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Zusammenfassung Es wurde die Adsorption von Freon 113 (1,1,2 Trichlor-1,2,2 Trifluoräthan) an Graphon bei 260–310 °K gemessen und mit der Adsorption von Krypton bei 104–120 °K auf der gleichen Grenzfläche gemessen. Die Adsorptionsisothermen und die daraus resultierenden thermodynamischen Daten waren für beide Adsorbate im gesamten untersuchten Druckbereich ähnlich. Eine Analyse der Daten legt nahe, daß ein Freonmolekiil annähernd das 2,5fache der Fläche eines Kryptonmoleküls auf Graphon beansprucht. Es ist anzunehmen, daß die Freonmoleküle auf dieser Oberfläche und bei diesen Temperaturen in ihren Rotationsfreiheitsgraden gehindert sind und ihre Dipolachsen senkrecht zur Oberfläche liegen.

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With 9 figures and 2 tables     

Microanalysis of corrosion films on metal surfaces by Raman spectroscopy

Summary The chemical composition of corrosion films on the surface of metals used in electrical microrelays has been studied by Raman spectroscopy. On the surface of a zinc coated armature one formate species could be detected whereas on the surface of a spring composed of a copper-nickel-zinc alloy the formation of two different formate species was observed. The above formate formation resulted from contamination of the used lubricant by formic acid.

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Mikroanalyse von Korrosionsfilmen auf Metalloberflächen mit Hilfe der Raman-Spektroskopie

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung von Korrosionsfilmen auf der Oberfläche von Metallen aus elektrischen Mikrorelais wurde mit Hilfe der Ramanspektroskopie untersucht. Auf der Oberfläche eines verzinkten Ankers wurde Formiat festgestellt und auf der Oberfläche einer Feder aus einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung wurden zwei verschiedene Arten Formiat nachgewiesen. Die Bildung dieser Formiate ergab sich aus der Verunreinigung eines Schmiermittels mit Ameisensäure.

     

Effect of carbon black on the thermal properties and flammability of cis-1,4-polyisoprene vulcanizates

The effect of carbon black with various particle sizes and specific surfaces on the thermal properties of the sulphur vulcanizates ofcis-1,4-polyisoprene was studied by means of thermal analysis. It was found that the addition of carbon black does not change the nature of the thermal processes in isoprene rubber vulcanizates essentially, but it distincly affects the positions of the peaks recorded in the DTA curves. The specific surface of carbon black affects the temperature of the first exothermic process and the temperature and rate of destruction of cross-linked polyisoprene. The presence of carbon black brings about a reduction in the flammability ofcis-1,4-polyisoprene vulcanizates. The specific surface of carbon black influences the value of the oxygen index OI.

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Zusammenfassung Mittels Thermoanalyse wurde der Einfluß von Ruß mit unterschiedlicher Partikelgröße und unterschiedlicher spezifischer Oberfläche auf die thermischen Eigenschaften von Schwefelvulkanisaten von cis-1,4-Polyisopren untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Zugabe von Ruß die thermischen Vorgänge in Isoprengummivulkanisaten nicht wesentlich verändert, daß jedoch die Lage der in den DTA-Kurven aufgezeichneten Peaks eindeutig beeinflußt wird. Die spezifische Oberfläche von Ruß beeinflußt die Temperatur des ersten exothermen Vorganges sowie Temperatur und Geschwindigkeit von Abbau des vernetzten Polyisoprenes. Die Gegenwart von Ruß führt eine Verminderung der Entflammbarkeit voncis-1,4-Polyisopren-Vulkanisaten herbei. Die spezifische Oberfläche von Ruß beeinflußt den Wert der Sauerstoffzahl.

     

Laser microprobe mass analysis of N,N-dimethylaniline and catalytic oxidation products adsorbed on asbestos fiber surfaces

Summary The adsorption behaviour of different asbestos varieties for N,N-dimethylaniline and its catalytically formed oxidation products e. g. Methyl Violet is studied using laser microprobe mass analysis (LAMMA) in laser desorption conditions. The results prove that amosite and chrysotile adsorb more easily than crocidolite, whereas anthophyllite does not give rise to a detectable adsorption. In the presence of hydrogen peroxide, the method developed shows potential for the investigation of the surface reactivity of pure and industrially transformed asbestos and other fibrous materials.

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Laser-Mikro-Massenspektrometrie von N,N-Dimethylanilin und dessen Oxydationsprodukten auf der Oberfläche von Asbestfasern

Zusammenfassung Das Adsorptionsverhalten verschiedener Asbestarten gegenüber N,N-Dimethylanilin und seinen katalytisch hergestellten Oxydationsprodukten, z. B. Methylviolett, wurde mit der Laser-Mikro-Massenspektrometrie (LAMMA) studiert. Mittels laserinduzierter Desorption konnte festgestellt werden, daß Amosit und Chrysotil eine höhere Adsorptionsfähigkeit als Krokidolit zeigen. Bei Anthophyllit konnte keine Adsorption von DMA festgestellt werden. In Gegenwart von H₂O₂ kann die entwickelte Methode für die Untersuchung der Reaktivität von reinen und behandelten Oberflächen von Asbest und anderen faserförmigen Stoffen eingesetzt werden.

     

Study of corrosion phenomena of aluminium bond wire in integrated circuits using several surface- and microanalytical techniques

Summary The corrosion products were identified using laser microprobe mass analysis to be mainly Al oxides (hydroxides), Al sulphates and Al chlorides. Electron probe microanalysis showed the layered structure of the corroded wire and indicated the high chloride concentrations at the Ni contact side of the wire. Laboratory simulation tests with acceleration of the corrosion process, and variation of the critical parameters were performed. Auger and X-ray photoelectron spectroscopy, analytical electron microscopy and secondary ion mass spectrometry were used to study the observed corrosion phenomena. The use of these techniques showed that the Al corrosion and subsequent pitting formation are enhanced by the presence of water as a transport medium and surface electrolyte in an oxygenrich atmosphere, with chloride ions as stimulating and activating species. Using the analytical results, a proposal is made for the corrosion reactions. All critical and important parameters could be traced in the transistor systems by electron microscopy and residual gas (and moisture) analysis using mass spectrometry.

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Studium von Korrosionserscheinungen an Aluminium-Drahtverbindungen in integrierten Schaltkreisen mittels Oberflächen- und Mikroanalyse

Zusammenfassung Als hauptsächliche Korrosionsprodukte wurden mittels LAMMA Aluminium-Oxide bzw.-Hydroxide sowie Aluminium-Sulfate und -Chloride identifiziert. Mittels Elektronenstrahlmikroanalyse konnten das Vorhandensein einer Schichtstruktur auf dem korrodierten Draht und hohe Chlorid-Konzentrationen an der Seite des Nickel-Kontaktes am Draht nachgewiesen werden. Weiters wurden Modellversuche mit beschleunigtem Korrosionsprozeß und Variation der kritischen Parameter durchgeführt. Die auftretenden Korrosionsphänomene wurden mit AES, XPS, Elektronenmikroskopie und SIMS studiert. Der Einsatz dieses Methodenverbundes führte zu dem Ergebnis, daß die Korrosion von Aluminium und der nachfolgende Lochfraß in sauerstoffreicher Atmosphäre durch Wasser, welches als Transportmedium und Oberflächenelektrolyt wirkt, verstärkt wird. Chloridionen wirken korrosionserhöhend. Aufbauend auf den analytischen Ergebnissen, wird ein Vorschlag für die ablaufenden Korrosionsreaktionen gemacht. Alle wichtigen Einflußgrößen im Transistorsystem konnten mittels Elektronenmikroskopie und massenspektrometrischer Restgas-Feuchtigkeits-Analyse ermittelt werden.