Dünnschliffpräparation

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Erste Dünnschliffe (thin sections) wurden bereits Anfang des 19. Jahrhunderts hergestellt und seitdem fortlaufend weiterentwickelt. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts wurde die Methode systematisch zur Untersuchung von Gesteinen (Petrographie) sowie zunehmend auch für paläontologische Fragestellungen angewandt. Heute ist die Untersuchung von Dünnschliffen eine der Standardmethoden in den Geowissenschaften und findet auch darüber hinaus eine breite Anwendung.

Hier ein kleiner Überblick, welche Untersuchungen mit Hilfe von Dünnschliffen durchgeführt werden können:

  • Bestimmung des Mineralbestands (qualitativ - welche Minerale sind enthalten) und des Modalbestands (quantitativ - wie hoch ist der Anteil der Mineralphasen am Gesamtgestein)
  • Untersuchung der Texturen und der Beziehungen der Minerale zueinander, z.B. Mineralreaktionen etc.
  • Messung der chemische Zusammensetzung der Minerale (meist Haupt- und Nebenelemente, teilweise auch Spurenelemente)
  • Gefügeuntersuchungen
  • Untersuchung von Fluideinschlüssen
  • Untersuchung von Mikrofossilien
  • Untersuchung der Gesteinsstruktur, beispielsweise Glasanteil, Porosität und Durchlässigkeit
  • Untersuchung der Struktur und des Alters von Knochen bzw. Zähnen
  • Grundlage für verschiedene Analysemethoden, wie u.a. Mikrogeochemie (Haupt- und Spurenelementen), isotopische Zusammensetzung, Kathodo- und Photolumineszenz.


Vorbereitung

Viele Analysemethoden basieren auf Dünnschliffen. Allerdings muss beachtet werden, dass der Schliff, je nach Untersuchungsmethode und Material unterschiedliche Anforderungen erfüllen muss. Zunächst sollten folgende Punkte im Vorfeld abgeklärt werden:

  • Welcher Ausschnitt ist repräsentativ für das Gestein? Bzw. sind bestimmte Einschlüsse oder Schichten von besonderem Interesse? ➜ ggf. Großschliff oder mehrere Schliffe
  • Müssen die Proben für die Untersuchungsmethode speziell orientiert sein? ➜ orientierte Dünnschliffe
  • Ist das Material porös, leicht spaltbar oder porig? ➜ Hier empfiehlt sich eine Imprägnation mittels Epoxid-Harz. Aber Vorsicht: Durch die Imprägnation können auch fragile Texturen zerstört werden.
  • Liegen wasserempfindliche Minerale (z.B. Halit, Anhydrit,...) vor? ➜ hier ist eine wasserfreie Präparation erforderlich
  • Soll nur die Oberfläche analysiert werden? ➜ Dann kann ein Anschliff eine Alternative sein


Methode Art des Schliffs Schliffdicke
Mikroskopie abgedeckt oder poliert 25 µm
Kathodolumeneszenz poliert 25 µm
Photolumeneszenz poliert 25 µm
Raman-Spektroskopie poliert 25 µm
Rasterelektronenmikroskop poliert > 25 µm
Elektronenstrahlmikrosonde poliert > 25 µm
Ionensonde poliert > 25 µm
Laser-basierte Methoden poliert 80-100 µm
Fluid-Einschlüsse beidseitig poliert 200 µm
Karbonatschliffe/paläontologische Schliffe abgedeckt oder poliert Abhängig von der Fragestellung
Salzschliffe Wasserfreie Präparation

Petrographische Dünnschliffe

Die Größe der Schliffe richtet sich zum Einen nach der Fragestellung und nach der Größe der verfügbaren Objektträger. Allerdings sollte auch beachtet werden, mit welchem Gerät der Dünnschliff anschließend analysiert werden soll und ob es von Seiten des Probenhalters des Geräts Einschränkungen gibt (in jedem Fall Geräte-Administrator vorab konsultieren).

Das Gießener Format (28 x 48 mm) gilt in Deutschland als Standardgröße für petrographische Dünnschliffe. Im Ausland sind teilweise auch andere Formate üblich. Je nach Fragestellung kann es auch sinnvoll sein, ein größeres Format zu wählen. Allerdings sollte dabei beachtet werden, dass der Probenhalter des Analysegeräts unter Umständen nur ein bestimmtes Format zulässt. Weiter führt ein größeres Format auch immer zu mehr mechanischer Belastung im Schliff, was eine Präparation komplizierter macht.

Des Weiteren sollte auch Wert auf die Auswahl des Klebstoff gelegt werden: So werden in der Polarisationsmikroskopie Klebstoffe mit standardisiertem Brechungsindex verwendet. Im Falle der Elektronenstrahlmikrosonde und des Rasterelektronenmikroskops ist der Dünnschliff hohen Temperaturen ausgesetzt. Hier ist es wichtig, dass das verwendete Einbettungsmittel und der Klebstoff diesen Bedingungen standhalten. Sollte der Klebstoff in der Probenkammer dieser Geräte verdampfen, schlägt er sich in der Probenkammer nieder und kann so die Analyseergebnisse negativ beeinflussen.

Die optimale Schichtdicke für die Polarisationsmikroskopie wird unter dem Mikroskop ermittelt. Als Referenz für die Schliffdicke gelten in der Regel die Interferenzfarben von Quarz/Feldspat Weiß/Grau der 1. Ordnung (nach Michel-Levy Tafel) entspricht 25 µm Schliffdicke. Bei REM, EMPA oder laserbasierten Methoden richtet sich die Mindestschliffdicke nach der Eindringtiefe des Anregungsstrahls. Für Fluidinclusion-Analysen werden ebenfalls Dickschliffe verwendet.

Für viele Analysemethoden ist eine Politur des Dünnschliffes notwendig. Hier sollte nach Fertigstellung des Dünnschliffs stets die Güte der Politur überprüft werden. Hierbei sollte beachtet werden, dass nebeneinander auftretende Minerale mit unterschiedlichen Härten nur schwer mit der gleichen Qualität poliert werden können. In der Regel sind die härteren Minerale (z.B. Granat) erhaben, wohingegen benachbarte weichere Minerale (z.B. Glimmer) auch eine andere Qualität der Politur aufweisen können. Da für eine optimale Analytik eine perfekte Politur unerlässlich ist, kann es in solchen Fällen hilfreich sein, die Minerale zu separieren und einzubetten. Generell ist es natürlich auch möglich, einen Schliff von eingebetteten Körnern spezieller Fraktionen zu erstellen.

Paläontologische / Sedimentologische Karbonat- und Sandsteinschliffe

Für paläontologische oder sedimentologische Schliffe, insbesondere für die Bestimmung von Organismenresten, ist das petrographische Standardformat oft zu klein. Hier hat sich der Objektträger mit den Maßen 50 x 50 mm als geeignet erwiesen. Je nach Größe des zu untersuchenden Objekts, wird ein noch größeres Format verwendet. Auch bei der Wahl des Klebstoffes und des Einbettungsmittels hat man deutlich größere Freiheiten, als bei der Herstellung petrographischer Standarddünnschliffe. Da man keine Klebstoffe mit standardisierten Brechungsindizes benötigt, können billigere und einfacher zu verarbeitende Materialen verwendet werden. Kriterium für eine optimale Schichtdicke ist ein kontrastreiches Erscheinungsbild. Es gilt die Faustregel, dass ein paläontologischer Schliff dann fertig ist, wenn er in der Übersicht ausreichend kontrastreich ist und man trotzdem alle Details gut sieht, die man erkennen will.

Durchführung der Dünnschliffpräparation

Achtung:
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Die Herstellung eines Dünnschliffs kann in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit und Widerstandskraft des Gesteins, der notwendigen Vorgehensweise und den Ansprüchen bei der Analytik sehr unterschiedlich viel Zeit in der Herstellung in Anspruch nehmen. Im Allgemeinen wird gesagt, dass mit mindestens 2 Wochen Arbeitszeit zu rechnen ist. Von da an ist nach oben viel offen und entsprechend schwierig zu planen.


Die Dünnschliffpräparation beginnt vor der praktischen Umsetzung! Eingangs solltest du das dir vorliegende Handstück ausführlich beschreiben, indem du auf die Gefügestrukturen und die Beschaffenheit eingehst. Zu wissen, woher das Gestein stammt, wie das Gestein im Gelände vorgefunden wurde und wie die Probenentnahme abgelaufen ist, hilft dir, mit dem Material vertraut zu werden. Eine ausführliche, makroskopische Gesteinsbeschreibung wird im Idealfall zusätzlich durch Bildaufnahmen der Probe vor dem Sägen und der Dünnschliffpräparation begleitet.

Vor der Aufbereitung der Gesteinsprobe müssen bereits ein paar Schritte beachtet werden. Falls die Probe bereits von jemand anderem genommen wurde, informiere dich, wie sie im Ausgangszustand ausgerichtet war und welche Bereiche des Gesteins zu untersuchen sind. Bevor mit der Dünnschliffpräparation angefangen wird, sollten alle wichtigen Informationen zu der Probe und der makroskopische Untersuchung des Gesteins notiert werden (+Fotos).

Beachte:
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Je nachdem welches Gestein zu einem Dünnschliff präpariert werden soll, müssen verschiedene Abläufe während der Probenaufbereitung beachtet oder zusätzliche Schritte bedacht werden.


In diesem Artikel werden zwei Methoden der Dünnschliffpräparation erläutert - neben den herkömmlichen Hard-Rock-Dünnschliffen wird zusätzlich auf die Präparation von Salz-Schliffen eingegangen.

Trennschleifen des Probenklötzchens

Im ersten Arbeitsschritt muss das Handstück auf die korrekte Größe formatiert werden. Hier wird sich an der Größe des jeweiligen Objektträgers orientiert. Das Klötzchen sollte kleiner und vor allem kürzer sein als der Objektträger, da ein formfüllendes Klötzchen zu höheren Spannungen führt und Glasbruch und Ablösungen begünstigt. Außerdem sollte immer auch Raum für eine ordentliche Beschriftung übrig gelassen werden. In Deutschland gibt es zwei Standardgrößen für Dünnschliffträger, das Gießener Format mit 28 x 48 mm und für größere Schliffe Objektträger mit den Maßen 50×50 mm. Beim Trennen muss darauf geachtet werden, dass die glatte Anschnittsfläche die "interessanten" Stellen des Gesteins offenlegt, welche später mikroskopiert werden sollen.

Es ist essenziell den Trennvorgang langsam und vorsichtig zu beschreiten, sodass eine Hitzeentstehung vermieden wird. Schon beim ersten Arbeitsschritt muss zwischen wasserempfindlichen bzw. wasserlöslichen Proben und wasserunempfindlichen Proben unterschieden werden. Bei wasserlöslichen Proben wie z.B. Salz muss trocken getrennt und präpariert werden. Allerdings sind die Möglichkeiten beim Trockentrennen begrenzt, je kleiner und weicher die Proben, desto einfacher. Dennoch sollte bedacht werden, dass durch ein Weglassen des Kühlmittels Hitzeentwicklung eher ein Problem wird.

Beachte:
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Überlastungen sind hier zu vermeiden, da diese Auswirkungen auf die Maschine haben, den Schutz des Bearbeitenden beeinträchtigen oder die Probe beeinflussen können. Eine hohe Belastung kann sich durch Hitzeentwicklung, ungleichmäßige und tiefe Geräusche, erhöhte Widerstände beim Führen der Probe und Verlangsamung der Trennscheibe zeigen.


Trocknen und Imprägnieren der Probe

Vor dem Imprägnieren und dem Aufkleben der Gesteinsklötzchen auf den Objektträger, wird jede Probe (ggf. mit Objektträger) in dem Trockenschrank 24 h getrocknet (ca. 60°C). Dieser Schritt ist wichtig, um die Feuchtigkeit aus dem Gestein zu ziehen. Und die Feuchtigkeit das Epoxidharz beim Aushärten behindern würde.

Beachte:
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Achte auch hier darauf, dass deine Probe nicht wärmeempfindlich ist! Wärmeempfindliche Proben müssen entsprechend länger bei niedrigerer Temperatur trocknen.


Die Imprägnierung des vollständig getrockneten Klötzchens ist als fester Bestandteil einer routinierten Dünnschliffpräparation zu empfehlen. Eine Imprägnierung ist dringend notwendig, wenn die Gesteinsprobe zu instabil oder empfindlich ist, um dem Schleifvorgang standzuhalten. Dies gilt vor allem für Sedimentgesteine oder poröse Vulkangesteine (z.B. schlecht verfestigte Ignimbrite oder Bims). Eine imprägnierte Probe ist robuster gegenüber der Entstehung von Brüchen, Rissen oder Ablösungen beim Schleifen der Klötzchen. Um die Probe auf diesem Weg zu stabilisieren, wird sie in Alu- oder Kunststoffformen mit Harz eingebettet.

Vorgehensweise Nach Anrühren des Epoxidharzes (siehe unten) wird die dickflüssige Mischung bodendeckend in die Aluform eingefüllt. Das Harz sollte die komplette Unterseite des Klötzchens benetzen und kann dann von unten in den Stein einziehen und die enthaltene Luft verdrängen. Empfehlenswert ist es, auch alles einmal zu vakuumieren. Hier ist zu beachten, dass starke Druckschwankungen mehr bewirken, als das bloße Vakuum.

Achtung:
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Je nach dem welches Epoxidharz zur Anwendung kommt, können Harz und Härter zu den komplizierteren Gefahrenstoffen im Dünnschlifflabor gehören. Die meisten Harze werden als umweltgefährdend eingestuft und auch ätzende Eigenschaften sind häufig. Die Arbeit unterm Abzug mit Nitrilhandschuhen, Schutzbrille und angemessener Laborkleidung ist erforderlich.


Die Klötzchen in der Aluform brauchen ein weiteres Mal 48 h bis sie ausgehärtet sind.

Heraustrennen des Klötzchen

Wenn das Epoxidharz ausgehärtet ist, gilt es zuerst die Form zu entfernen und die Klötzchen ggf. aus dem Kunststoff herauszutrennen. Die Maschinen im geowissenschaftlichen Labor sind prinzipiell für die Bearbeitung von Gesteinen ausgelegt, also für poröse und tendenziell harte Materialien. Mit duktilen Werkstoffen wie zum Beispiel Kunststoffen tun diese Geräte sich oft schwerer. Gerade diese schmieren Trenn- und Schleifscheiben gerne mal zu, so dass die Diamanten nicht mehr schleifen können. Daher sind in diesem Schritt sehr dünne Stellen zu bevorzugen. Also solche, wo die Maschine möglichst wenig Harz in einer Umdrehung bearbeiten muss. Zu ähnlichen Problemen kann es auch kommen, wenn Material bearbeitet wird, welches einen höheren Metallanteil hat.

Schleifen/Läppen der Probenklötzchen

Manuelle Schleifmaschine.jpg

Das Klötzchen wird auf der Schleifmaschine bearbeitet, bis die imprägnierte Fläche frei von Epoxidharz ist und eine gleichmäßige Rauigkeit besitzt. Wie viel Material während des Schleifprozesses abgetragen wird, bestimmt den Ausschnitt, welcher später im Dünnschliff zu sehen sein wird.

Der Schleifprozess findet in abgestufter Korngröße des Schleifkörpers statt. Dabei wird mit abnehmender Schleifkörnung immer weniger von der Probe abgetragen, bis die Probenoberfläche ausreichend feingeschliffen ist. Für eine schonendere Vorgehensweise kann später auf Läppmittel umgestiegen werden. Geläppt werden kann manuell an der Maschine auf einer gusseisernen Scheibe oder komplett händisch auf Glasplatten.

Bei jedem Korngrößenwechsel ist auf gewissenhafte Reinigung zu achten. Insbesondere sollte das Probenklötzchen im Ultraschallbad gereinigt werden, da es sonst zur Korngrößenverschleppung kommen kann und das verursacht immer zusätzliche Arbeit.

Unabhängig von der Vorgehensweise ist zu beachten, dass die Unterlage stehts gleichmäßig bearbeitet werden muss. Da auch hier ein Abtrag stattfindet und ungleichmäßiger Abtrag der Scheibe auch bei den Klötzchen und letzten Endes auch den Dünnschliffen zu einer konkaven oder konvexen Oberfläche führen kann.

Beachte:
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Säubere deinen Arbeitsplatz und dein Probenklötzchen (im Ultraschallbad) nach jedem Korngrößenwechsel gewissenhaft! Ansonsten kann es zu Kratzern oder einer gänzlich ungleichmäßigen Oberfläche kommen.


Falls nicht bereits aufgeraute Objektträger gegeben sind, sollten diese ebenfalls nochmal geläppt werden. Bitte nicht die Seiten beim Läppvorgang vertauschen. Es wird nur eine mattierte Seite benötigt. Dokumentiere die Dicke des Glases nach der Bearbeitung.

Anschließend die Probenklötzchen mit den Objektträgern nochmal im Ultraschallbad reinigen und wieder 24h im Trockenschrank trocknen.

Aufkleben auf den Objektträger

Die fertig polierte Seite des Probenklötzchens wird während des nächsten Arbeitsschrittes mit einem anderen Epoxidharz auf den Objektträger geklebt. Dieses dringt nicht so tief in die Probe ein ist aber dafür eher geeignet in dünnsten Schichten eine starke Verklebung zu erreichen. Die der mechanischen Beanspruchung im weiteren Prozess stand hält.

Beachte:
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Arbeite mit Epoxidharz immer im Abzug mit Nitrilhandschuhen, Schutzbrille und Kittel.


Auf die trockene und zu vor bearbeitete Fläche des Klötzchens Epoxidharz gegeben. Dann wird die raue/mattierte Seite des Objektträgers von oben auf das Klötzchen gelegt. Das Epoxidharz sich als dünne Schicht zwischen Probe und Glas verteilen lassen. Beide Flächen sollten vollständig mit dem Harz benetzt sein. Dann durch leichte Kreisbewegungen die Luftblasen nach außen drücken. Glas und Probe sollten so viel wie nötig und so wenig wie möglich in diesem Zustand bewegt werden.

Mit dem Objektträger auf der Unterseite wird das Probenklötzchen in der Klebepresse unterm Abzug eingespannt. Die Klebepresse stellt eine Null-Punkt-Klebung her. Die Harzschicht zwischen Glas und Gestein ist so rund 0µm dick. Was wiederum die spätere Probendicke berechenbarer macht. Anschließend härtet das Epoxidharz für min 24h aus.

Abtrennen des Klötzchens

Absägen eines Dünnschliffs
Abtrennen eines Dünnschliffs

Nach der Aushärtezeit sollte zuerst der Objektträger mit der entsprechenden Probennummer beschriftet werden. Am besten wurde ein Ende des Objektträgers klebstofffrei gelassen, sodass hier die Nummer in klein mit Bleistift notiert werden kann. Dann kann mit einer Trennschleifmaschine mit Vakuumprobenhalter das Probenklötzchen in der gewünschten Dicke abgesägt.

Zum Betrieb einer Vakuumeinspannung ist es nötig, dass die Rückseite des Objektträgers und die Halterung an sich frisch gesäubert sind, da schon eine Fluse die Stabilität des Vakuums stören kann.

An Trennschleifmaschinen, bei denen mit Anspruch auf genaue Schnitte mit Probenhalter getrennt wird, sollte grundsätzlich nicht manuell gesägt werden, da bei einem Gerät die Welle, die die Trennscheibe führt, im manuellen Betrieb einen leichten Schlag bekommt, der diese auch beim Betrieb mit sauber geführtem Probenhalter beeinträchtigt.

Abschleifen und Läppen des Dünnschliffs

Bevor mit dem Abschleifen des Plättchens begonnen wird, ist es wichtig, dass du den Ausgangszustand überprüfst. Das heißt dokumentiere die Dicke des Objektträgers und des abgesägten Probenplättchens.

Gesamtdicke – Glasstärke (ggf. – 50µm geschätzte Klebeschicht) = Dünnschliffdicke


Grundsätzlich sind beim Abschleifen und Läppen des Dünnschliffs die gleichen Arbeitsschritte, wie mit dem Probeklötzchen zu beachten. Das Läppen auf die gewünschte Schliffdicke erfolgt demnach vom gröbsten bis zum feinsten Siliziumkarbidpulver. Allerdings muss vermehrt auf Genauigkeit und eine ordentliche Arbeitsweise geachtet werden, da du ansonsten schnell das Glasplättchen einseitig belastest und Material unterschiedlich weit abgetragen wird. Indem regelmäßig die Dicke des Dünnschliffs auf µm genau gemessen wird, kannst du eine einseitige Belastung korrigieren oder im besten Fall komplett vermeiden. Wenn du weniger als 200 µm Dicke hast, beginnen die Interferenzfarben bei gekreuzt polarisiertem Licht sichtbar zu werden. Die Dicke lässt sich also ab hier auch am Mikroskop überprüfen. Zieldicke eines Standardschliffs ist 25-30 µm (Hard-Rock). Da sich die Härte von Gestein zu Gestein stark unterscheidet, reagiert auch jeder Schliff auf die Belastung während des Schleif- und Läppprozesses anders. Auch empfinden unterschiedliche Personen die Belastung, die für ein Gestein gebraucht wird, unterschiedlich, sodass man sich am Anfang nicht daran orientieren sollte, wie lange andere gebraucht haben oder wie viel Kraft verwendet wurde. Finde anfangs heraus, wie viel Druck du anwenden musst, um effektiv und schonend zu arbeiten! Ein Schliff der poliert werden soll, sollte etwa 5-10µm vor der Zieldicke beendet werden, da auch hier noch ein leichter Abtrag stattfindet.

Dünnschliff bei Zieldicke (zuletzt geläppt)
Dünnschliff bei ca. 30 Micrometer Dicke
Beachte:
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  • Dicke immer wieder überprüfen
  • die Schleifpapiere nutzen sich ab, also Achtung: bei neuen wird mehr abgetragen
  • bei Nassschliff Wasser benutzen
  • genug Glycerin in der Dünnschliffhalterung
  • nicht zu fest aufdrücken
  • gleichmäßig den ganzen Schliff belasten
  • gesamte Arbeitsscheibe benutzen, um sie nicht eine Kuhle oder einen Berg hinein zu arbeiten
  • immer die Dünnschliff-Seite bearbeiten
  • Schliffe niemals aufeinander stapeln


Polieren des Dünnschliffs

In diesem letzten Schritt ist das Ziel eine möglichst feine Oberfläche herzustellen. Hierfür werden wieder Körnungen aus zum Beispiel Diamant oder Aluminiumoxid verwendet. Diese sind oft in einer Suspension gelöst und wirken gemeinsam mit einem speziellen Poliertuch, einem Kühlmittel und einer sehr kleinen Menge Schmiermittel.

polierter Dünnschliff

Würde man errechnen, wie viele Möglichkeiten es gibt, zu geowissenschaftlichen Zwecken zu polieren, würden die möglichen Vorgehensweisen in die tausende gehen, da es so viele Möglichkeiten von unterschiedlichsten Firmen gibt. Hier sind zuerst die Poliertücher (Seide, Azetat, Polyester, Neopren, etc.) zu unterscheiden. Manche haben längere Fasern, andere sind perforiert, einige sind gewebt, andere geflockt. Suspensionen sind in Härte des Poliermittels, Konzentration, Korngröße, Basis (Alkohol, Öl, Wasser) und poly-/monokristallin ebenfalls zu unterscheiden. Ähnliches gilt auch für Polierpasten, -pulver oder -sprays, die Alternativen zu einer Suspension bilden. Hinzuzufügen sind auch Komplettlösungen (Suspension, Schmier- und Kühlmittel vorgemischt), die sich auch in Mischungsverhältnissen unterscheiden können.

Wenn man aber einmal alle Zutaten für eine saubere Politur zusammen hat, kommen maschinelle Einstellungen hinzu. Und da jede Generation an Maschinen nicht nur genauer und ausgefeilter wird, sondern die Geräte auch an neuen Einstellungen gewinnt, kommen entsprechend neue Varianten hinzu, die neue Möglichkeiten geben. Natürlich lassen sich diese auch in einem gewissen Rahmen an einer manuellen Maschine nachbilden.

Würde man jetzt all diese Möglichkeiten durchgehen und ein paar ausprobieren, so könnte man sicherlich eine Möglichkeit finden die für ein Material der bestmögliche Weg ist, eine polierte Oberfläche herzustellen. Allerdings hätte man dann eine Methode, die für alle Materialien funktioniert die dieselbe Härte, Spaltbarkeit, Brucheigenschaften, Löslichkeiten und denselben Anspruch in der späteren Analytik haben. Da diese Spezifikationen jedoch oft schon innerhalb eines einzelnen Schliffs ungleichmäßig sind, wird im Allgemeinen eine Verfahrensweise entwickelt, die für den Querschnitt der aufkommenden Proben das Ergebnis liefert, das für gewöhnlich für die Analytik angemessen ist. Dabei können ein paar Möglichkeiten gelassen werden, zu variieren und sich etwas an die einzelnen Proben anzupassen. Jedoch ist eine einwandfreie Anpassung oft nur möglich, wenn Zeit und Material für Tests investiert wird und ein hohes Probenaufkommen mit einheitlichen Spezifikationen vorauszusehen ist.

Während der Arbeit an der Poliermaschine ist unabhängig von der Verfahrenswiese immer auf Reinheit zu achten. Korngrößenverschleppung und Verunreinigungen sind unbedingt zu vermeiden, da ein Poliertuch welches einmal kontaminiert wurde, kaum zu reinigen ist. Das Gewebe wird ja bewusst so hergestellt, dass Körner gespeichert werden und möglichst lange auf dem Tuch verbleiben, um auf diese Art Poliermittel zu sparen. Auch kann es zur Kontamination durch Staub kommen. Eine Endpolitur hat eine Korngröße von <1µm. Zum Vergleich: normaler Hausstaub, welcher auch mehrere Tage in der Luft bleibt, hat ca. 1µm und normaler Gesteinsstaub, wie er im geowissenschaftlichen Labor üblich ist, hat bis zu 20µm Korngröße. Schlussendlich spielt Glück in jede gute Politur mit hinein. Dennoch gibt es Maßnahmen Kontaminationen zu vermeiden.

  • Poliertücher nicht waschen, sondern lediglich bei hoher Umdrehung in der Maschine trocken laufen lassen
  • Nur mit sauberen und frischen Latexhandschuhen auf das Tuch fassen
  • Soweit möglich von unten und am Rand greifen und halten
  • Die Tücher immer sachgerecht in dem ihnen zugeordneten Fach lagern
  • Bei jedem Wechsel auf feineres oder weicheres Korn, Probenhalter und Proben im Ultraschallbad reinigen
  • Falls Arbeitsmittel verwendet werden, die mit dem Poliermittel in Kontakt waren, diese tauschen oder ebenfalls gründlich im Ultraschallbad reinigen
  • Maschine sauber halten
  • Sicherstellen, dass die Proben so gut wie möglich imprägniert sind, denn auch ausbrechende Körner der Probe können das Poliertuch verunreinigen und meine Oberfläche zerkratzen
  • Falls es dennoch zu massiven Ausbrüchen kommt, müssen die Schliffe beschichtet werden, um die Probe mit zusätzlichem Harz zu stabilisieren (Bei Anschliffen häufiger)
  • Auf Unregelmäßigkeiten achten (Geräusche, Geruch, Optik des Tuchs, Lauf des Probenhalters und der Arbeitsscheibe, Optik des Poliermittels…)
  • Lange Haare zusammenbinden

Um das Poliertuch zu schonen, sollten keine scharfkantigen Schliffe, bei denen vielleicht schon am Glas eine Ecke abgebrochen ist, auf das Poliertuch kommen. Lieber abstumpfen und eine kleine Ecke der Probe wegschleifen. Auch sollten keine Tücher verwendet werden, die bereits Kratzer oder andere Beschädigungen aufweisen, da das wiederum die Schliffe zerkratzen kann. Auch sollten Poliertücher ausgetauscht werden, die bombiert sind. Das kann passieren, weil nach einer Zeit Rückstände in die Verklebung gelangen können und diese sich dort unters Gewebe gegraben haben oder wenn ein Tuch nicht auf der gesamten Fläche gleichmäßig genutzt wird.

Da sich Suspensionen sehr ähneln, beim Umfüllen immer auf korrekte Beschriftung mit Permanentmarker oder Lackstift achten.

Die aktuelle Qualität der Politur wird im Mikroskop geprüft. Hier sollte, um Fortschritt zu sehen, immer Bedacht werden, mit welcher Vergrößerung ich gerade schaue. Eine gleichmäßige Politur lässt sich daran erkennen, dass die gesamte Oberfläche eine gleichmäßige Rauigkeit hat. Eine Einschätzung welche Politur aktuell gegeben ist, basiert entweder auf Erfahrungswerten oder muss durch ein Ausmessen der Ausbrüche erreicht werden. Varianzen zwischen unterschiedlichen Mineralen sind möglich und abhängig von den Brucheigenschaften zuweilen nicht vermeidbar, sollten aber reduziert werden.

Achtung:
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  • Dicke ebenfalls prüfen, auch Polituren haben einen Abtrag
  • Zu langes Polieren begünstigt die Reliefbildung
  • Auf Sauberkeit achten
  • Schliffe nicht stapeln und mit der polierten Seite nach oben ablegen
  • Sicherheitsanweisungen der beteiligten Chemikalien beachten
  • Keine Eile!


Ist ein Schliff älter oder wurde zur Analyse bedampft, kann es nötig sein nachzupolieren oder die Politur vollständig zu erneuern. Um einen angelaufenen oder bedampften Schliff wiederherzustellen, reicht eine kurze erneute Endpolitur. Ist ein Schliff aber lange im Gebrauch, kann es auch nötig sein, noch einmal ganz neu zu polieren, wenn zum Beispiel Kratzer endstanden sind. In diesem Fall muss sogar damit begonnen werden, die alte Politur und die Beschädigungen mit dem feinsten Läppkorn vorsichtig zu entfernen. Erst dann nach wird mit der neuen Politur begonnen. Um auf diese Situation vorbereitet zu sein, ist es von Vorteil bei Erstellung des ursprünglichen Schliffs die Zieldicke etwas höher auf 30µm festzulegen, um später mehr Spielraum und die Möglichkeit für eine neuen Politur zu haben.

Referenzen


Weitere Informationen und Literatur

  • SAMPLE-BONDING von Werner Kraus, Klaus Reicherter und Janos L. Urai, Der Präparator 2018 (Probenentnahme)

Lehrveranstaltung

Autor:innen

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Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:
Donjá Aßbichler, Aline Vogel, Namvar Jahanmehr, Smilla Kohl, Lea Schad, Luise Harmsen
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