SCHICHTDICKENMESSUNG WIKI
Kalottenschliff-Methode (Calotest)
Der Kalottenschliff (Calotest) ist ein Verfahren für die Schichtdickenmessung und Verschleißprüfung von Hartstoffschichten. Hierbei wird mit einer Stahlkugel und einer Schleifsuspension eine Kalotte auf der zu prüfenden Beschichtung eingeschliffen. Anschließend wird anhand der mikroskopischen gemessenen Größe der eingeschliffenen Kalotte die Schichtdicke berechnet. Damit lassen sich die Schichtstärken von Einzelschichten und Mehrlagenschichtsysteme ermitteln. Da die Schichtdicke relativ klein im Verhältnis zum Kugeldurchmesser ist, erfolgt das Anschleifen der Beschichtung unter einem flachen Winkel, wodurch die Größe der Schichtdicke verbreitert wird. Diese Schichtverbreiterung erhöht die Genauigkeit der mikroskopischen Bestimmung der geringen Schichtdicke, die üblicherweise mit einem Auflichtmikroskop erfolgt.
Kalottenschliff-Methode
Verfahren
Der Kalottenschliff (Calotest) ist eine abgeänderte Variante der Querschlifftechnik bei der durch eine schräge Schliffpräparation die Analysefläche vergrößert und die Schichtdicke verbreitert wird. Dadurch kann Querschnittsfläche des Kalottenschliffs mit einem Mikroskop genauer bestimmt werden. Hierzu wird mit einer Stahlkugel und einer entsprechenden Schleifsuspension auf Basis von Öl oder Wasser eine sphärische Abriebkalotte auf der zu prüfenden Beschichtung eingeschliffen. Anschließend wird die so entstandene Kalotte i.d.R. mittels Lichtmikroskop vermessen. Voraussetzung für das Verfahren ist, dass ein ausreichend hoher lichtoptischer Kontrast zwischen den Werkstoffen der Beschichtung und des Substrates vorhanden ist. Für die Schichtdickenmessung muss die Kalotte durch die Schicht bis zum Grundmaterial eingeschliffen werden, was durch die Zugabe abrasiven Bestandteile in der Suspension (Diamant, Aluminumoxid, Siliziumdioxid) unterstützt wird. Abhängig von der verwendeten Probengeometrie ergeben sich bei der Betrachtung der zu messenden Schicht mittels Mikroskop konzentrische Kreise für ebene und elliptische für gekrümmte Oberflächen, anhand derer die Bestimmung der Schichtdicke vorgenommen wird. Das Verfahren funktioniert für ebene Proben oder für zylindrische, falls der Krümmungsradius der Probe mindestens dem 100fachen des Radius der Schleifkugel beträgt.
Eingeschliffene Kalotte
Normen
- DIN EN ISO 26423
- VDI 3824-4 (4.2.1)
- DIN EN 1071-2 (alt)
- VDI 3198 (alt)
- DIN EN 1071-6 (Verschleißprüfung)
Beschichtungen
- PVD-Schichten
- CVD-Schichten
- Metallschichten
- Galvanische Schichten
- Chemische Schichten
- Lackschichten (ausgehärtet)
- Dekorschichten
- Oxidschichten
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Schichtdickenmessungen.
Schichtdickenmessung
Die Schichtdicke ist neben der Härte und der Haftfestigkeit ein wichtiges Merkmal einer Beschichtung. Denn stimmt diese nicht, kann es zum Schichtversagen kommen und somit zum Totalausfall eines Bauteils. Je nach Beschichtungsart, Schichtdicke und Substrat kommen unterschiedliche Methoden zur Bestimmung der Stärke einer Beschichtung zum Einsatz.
- Kalottenschliff-Methode
- Querschliff-Methode
- Optische Schichtdickenmessung
- Spektroskopische Reflektometrie
- Energiedispersive Röntgenspektroskopie
- Magnetinduktives Verfahren
- Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, XRF)
- Wirbelstromverfahren
- Stufenhöhenmessung
- Photothermische Schichtdickenmessung
Verschleißprüfung
Für die Bestimmung der Verschleißfestigkeit von Beschichtungen gibt es zwei unterschiedliche Methoden. Diese beiden Methoden sind in der Norm DIN EN 1071-6 beschrieben und werden als
- Perforation der Schicht
- Ohne Perforation der Schicht
bezeichnet. Bei dem ersten Verfahren wird, vergleichbar mit der Schichtdickenbestimmung, eine Kalotte eingeschliffen, wobei die Einschlifftiefe größer ist als die Schichtdicke. Bei der zweiten Methode ist die Einschlifftiefe stets kleiner als die Schichtdicke, womit nur die Beschichtung dem Verschleißprozess unterworfen wird.
Beschichtungen
Aufgaben und Eigenschaften
Beschichtungen sind Überzüge auf einem Bauteile, welche dazu aufgebracht werden, um einer Oberfläche Eigenschaften zu verleihen, die mit dem eigentlichen Werkstoff des Bauteils nicht zu erreichen sind. Das sind:
- Korrosionsschutz
- Optisches Erscheinungsbild
- Verschleißschutz
- Veränderung der Reibeigenschaften (reiberwertmindernd oder reibwerterhöhend)
Beschichtungen sind neben der Farbe und Oberflächenrauheit definiert durch:
- Schichthärte
- Schichtdicke
- Haftfestigkeit
- Reibwert
- Verschleißverhalten
- Elementzusammensetzung