Beschichtungsanalyse
Mithilfe der Beschichtungsanalyse können die Eigenschaften, die Zusammensetzung, die Struktur und die Dicke von Schichten oder Überzügen auf einem Grundwerkstoff untersucht werden. Die Wahl der Analysemethoden hängt dabei von den Eigenschaften der Beschichtung ab. Eine gründliche Beschichtungsanalyse ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Beschichtung ihre beabsichtigte Funktion erfüllt und den gewünschten Standards entspricht.
Wir analysieren als Steinbeis-Transferzentrum die Eigenschaften von Beschichtungen als Dienstleistung.
Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?
- Präzise Beschichtungsanalyse: Mit modernsten Messgeräten führen wir präzise Analysen von Beschichtungen durch und liefern Ihnen zuverlässige Daten für die Beschichtung.
- Fachkundige Expertise: Die Analysen werden von qualifizierten Materialwissenschaftlern/innen durchgeführt, die Ihnen bei Fragen gerne zur Verfügung stehen.
- Kundenzentrierter Ansatz: Jeder Auftrag ist individuell, daher sind unsere Analysen auf die jeweiligen kundenspezifischen Anforderungen zugeschnitten.
Leistungen
SCHICHTDICKENMESSUNG
Die Messung der Schichtdicke dient der Bestimmung der Schichtdicke von Einzelschichten und Schichtsystemen vom Mikrometer- bis in den Nanometerbereich. In Abhängigkeit von der Art der Schicht, der Schichtdicke und dem Substrat werden unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke eingesetzt.
HAFTFESTIGKEITSPRÜFUNG
Die Haftfestigkeitsprüfung von Beschichtungen ermittelt die Verbundfestigkeit zwischen Beschichtung und Substrat (adhäsive Schichthaftung) sowie den inneren Zusammenhalt der Schicht (kohäsive Schichthaftung). Hierzu werden abhängig von der Beschichtung und Substrat unterschiedliche Verfahren eingesetzt.
SCHICHTHÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung von Beschichtungen erfolgt mittels Mikrohärteprüfung oder Nanoindentation. Dabei dringt der Prüfkörper von der Oberfläche aus mit einer sehr geringen Prüfkraft nur geringfügig in die Beschichtung ein, so dass die Eigenschaften des Substrats nicht erfasst werden. Oder bei zu großer Oberflächenrauheit wird die Härte von Beschichtungen mittels Nanoindentation am polierten Querschliff ermittelt.
MATERIALANALYSE
Die Materialanalyse dient der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einer Beschichtung. Dabei kommen Methoden wie die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA/XRF) und die Infrarotspektroskopie (IR) zum Einsatz. Diese ermöglichen die Identifikation chemischer Elemente, die Analyse von Bindungsverhältnissen sowie die Erkennung von Fremdstoffen oder Kontaminationen. Zudem lassen sich Diffusionsprozesse und Materialveränderungen untersuchen, während Datenbanken zur präzisen Materialbestimmung beitragen.
REIBWERTMESSUNG
Um den Reibwert bzw. Reibungskoeffizienten einer Beschichtung zu bestimmen, wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft auf die Beschichtung gedrückt und translatorisch oder rotatorisch bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft (Reibungskraft) gemessen und aus ihrem Verhältnis zur Normalkraft der Reibwert ermittelt. Dieser gibt an, wie groß der Widerstand ist, wenn zwei Bauteile unter Last relativ zueinander bewegt werden.
ABRIEBFESTIGKEIT PRÜFEN
Die Abriebfestigkeit einer Beschichtung gegen mechanische Beanspruchung wird in einem Abriebtest geprüft. Diese Prüfung ist in vielen Bereichen wichtig, da sie Aufschluss über die Haltbarkeit und Lebensdauer von Beschichtungen unter realen Einsatzbedingungen gibt. Zur Prüfung der Abriebfestigkeit wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft über das zu prüfende Material bewegt. Dabei kann die Bewegung translatorisch oder rotatorisch erfolgen. Nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln wird das Verschleißvolumen messtechnisch bestimmt.
LICHTMIKROSKOPIE
Die Lichtmikroskopie ermöglicht eine detaillierte Analyse von Oberflächenstrukturen, Bruchflächen und Schichtdicken im Querschliff. Sie wird mittels Stereo-, Auflicht- oder Digitalmikroskopie durchgeführt und bietet eine schnelle, zerstörungsfreie Untersuchung mit bis zu 1000-facher Vergrößerung. Dabei werden die Oberflächenmorphologie, die Schichtdicke sowie mögliche Defekte wie Risse, Poren oder Delaminationen analysiert. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit ist die Lichtmikroskopie eine zentrale Methode der Beschichtungsanalyse und wird häufig mit Rasterelektronenmikroskopie (REM) oder Profilometrie kombiniert, um eine umfassende Charakterisierung der Beschichtung zu ermöglichen.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
Mithilfe der Schichtanalyse mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) können Beschichtungen hochauflösend auf ihre Oberfläche, Struktur und Zusammensetzung hin untersucht werden. Dabei werden Defekte wie Risse, Blasen oder Poren sichtbar gemacht und die Rauheit sowie die Homogenität der Schicht bewertet. Zudem lassen sich die Schichtdicke und die Haftung am Substrat analysieren sowie mehrschichtige Systeme identifizieren. In kristallinen Beschichtungen erlaubt die REM außerdem die Untersuchung der Kristallstruktur, des Korngefüges und von Phasenübergängen. Somit können Herstellungsprozesse und Wärmebehandlungen bewertet werden.
DEHNGRENZE (STRECKGRENZE)
Die Bestimmung der Dehngrenze, auch Streckgrenze genannt, einer Beschichtung kann durch Nanoindentation erfolgen. Dabei handelt es sich um eine hochentwickelte Methode, die insbesondere für dünne Schichten, Beschichtungen oder mikroskopisch kleine Proben eingesetzt wird. Bei der Nanoindentation wird ein sehr kleiner, scharfer Eindringkörper (Indenter) mit kontrollierter Kraft in das Material gedrückt und die Eindringtiefe genau gemessen. Diese Methode eignet sich besonders für die Untersuchung von dünnen Schichten, Beschichtungen und Mikrostrukturen, bei denen herkömmliche Zugversuche nicht möglich sind.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Beschichtungsanalyse.
Wozu dient die Beschichtungsanalyse?
Die Beschichtungsanalyse dient dazu, die Eigenschaften, Zusammensetzung und Struktur von Beschichtungen zu untersuchen. Sie wird in verschiedenen Industrien eingesetzt, darunter Automobil-, Elektronik-, Medizintechnik- und Luftfahrtindustrie.
1. Qualitätskontrolle
- Sicherstellung, dass eine Beschichtung die gewünschten Eigenschaften aufweist (z. B. Korrosionsschutz, elektrische Leitfähigkeit, Härte).
- Überprüfung der Haftung zwischen Beschichtung und Substrat.
- Messung der Schichtdicke, um sicherzustellen, dass sie den Spezifikationen entspricht.
2. Materialcharakterisierung
- Identifikation der chemischen Zusammensetzung (z. B. durch Röntgenfluoreszenzanalyse RFA, Rasterelektronenmikroskopie REM mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie EDX).
- Untersuchung der physikalischen Struktur (z. B. durch Rasterkraftmikroskopie oder optische Profilometrie).
- Bestimmung der mechanischen Eigenschaften (z. B. Schichthärte, Abriebfestigkeit).
3. Fehleranalyse und Schadensbewertung
- Untersuchung von Beschichtungsfehlern wie Risse, Delamination, Blasen oder Abplatzungen.
- Ursachenforschung für vorzeitigen Verschleiß oder Korrosion.
- Optimierung von Herstellungsprozessen zur Vermeidung zukünftiger Defekte.