Materialprüfung und
Materialanalyse
Wir führen als Prüflabor an der Hochschule in Karlsruhe Materialprüfungen und Materialanalysen als Dienstleistung durch, und im Rahmen von Projekten zu Verschleißuntersuchungen.
Analysen im STZ Tribologie:
- Härteprüfung
- Mikrohärteprüfung
- Nanoindentation
- Oberflächenanalyse
- Hochauflösende Bildaufnahmen
- Materialanalyse
- Gefügedichtemessung
- Kontaktwinkelmessung
- Reibwertmessung
- Kratzbeständigkeit
Bei der Härteprüfung eines Bauteils wird als Eindringwiderstand eines Prüfkörpers bestimmt. Wir führen die gängigen Verfahren der Härteprüfung nach Vickers, Rockwell, Brinell und Knoop durch. Die Härteprüfung von Beschichtungen, Gefügebestandteilen und in Mikrobereichen erfolgt mit der Mikrohärteprüfung und durch Nanoindentierung. Damit wird auch der Härte-Tiefen-Verlauf bei randschichtgehärteten Bauteilen bestimmt.
Als eines von wenigen Labors können wir die oberflächennahe Gefügedichte, Schichtdicken und Beschichtungenseigenschaften zerstörungsfrei über eine Fläche zu messen. Dies erfolgt mit der Photothermischen Randzonenanalyse mit der sich Unterschiede in der Bauteilrandschicht zerstörungsfrei detektieren lassen.
Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden Bildaufnahmen der Objektoberfläche mit hoher Vergrößerung angefertigt. Dabei kann gleichzeitig eine Elementanalyse mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) durchgeführt werden. Das Rasterelektronenmikroskop wird auch für Partikelanalysen eingesetzt, um neben der Größenverteilung direkt eine chemische Elementanalyse der Partikel vorzunehmen.
Weitere Untersuchungsmethoden für die Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit runden unser Dienstleistungsangebot ab. Dazu gehört die Kontaktwinkelmessung zur Bewertung der Benetzbarkeit von Oberflächen. Des Weiteren bieten wir Reibwertmessungen an und bestimmen für Kunststoffoberflächen die Kratzbeständigkeit.
Leistungsübersicht Materialprüfung und Materialanalyse:
HÄRTEPRÜFUNG
- Vickers
- Rockwell
- Brinell
- Knoop
Bei der Härteprüfung wird ein Prüfkörper in den Werkstoff eingedrückt und als Messgröße für die Härte dient entweder die Eindringtiefe des Prüfkörpers oder die Eindruckgröße.
- Kunststoffprüfung
- Kugeleindruckversuch
- Rockwell-Eindringprüfung
- Shore-Härteprüfung
MIKROHÄRTEPRÜFUNG
- Oberflächenhärte
- Härte Beschichtung
- Einhärtetiefe
- Härte-Tiefen-Verlaufsmessung
- Härtemapping
- Elastizitätsmodul
Im Steinbeis-Transferzentrum wird die Mikrohärteprüfung als instrumentierte Eindringprüfung durchgeführt. Dadurch kann die Härte in Mikrobereichen gemessen und aus der Kraft-Weg-Kurve weitere Festigkeitskennwerte berechnet werden (Elastizitätsmodul, Streckgrenze etc.).
NANOINDENTIERUNG
- Schichthärte
- Gefügebestandteile
- Härte-Tiefen-Verlaufsmessung
- Härtemapping
- Elastizitätsmodul
- Streckgrenze
Die Nanoindentierung erfolgt als instrumentierte Eindringprüfung mit sehr kleinen Prüfkräften und Eindringtiefen. Bei der instrumentierten Eindringprüfung wird kontinuierlich die Prüfkraft und die Eindringtiefe gemessen. Dadurch wird zum einen eine sehr hohe Genauigkeit der Messung erreicht und zum anderen können aus der Kraft-Weg-Kurve weitere Festigkeitskennwerte bestimmt werden.
RASTERELEKTRONEN MIKROSKOPIE (REM)
- Bildaufnahmen
- Mikrobereichsanalyse
- Schadensanalyse
- Partikelanalyse
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden Bildaufnahmen der Oberflächen mit hoher Auflösung und Vergrößerung angefertigt. Beim REM wird die Probenoberfläche ein Elektronenstrahl wird zeilenförmig über das Objekt geführt und die Oberfläche vergrößert abgebildet.
ELEMENTANALYSE (EDX)
- Elementanalyse
- Materialidentifikation
- Elementmapping
Die Elementanalyse erfolgt mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX-Analyse), als ein Verfahren der Röntgenmikroanalyse. Diese beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird.
PHOTOTERMISCHE RANDZONENANALYSE
- Werkstoffinhomogenitäten
- Schleifbrand
- Schichtdicke
- Gefügedichte
Die Photothermische Randzonenanalyse dient dazu Materialeigenschaften oberflächennah zu bestimmen, wo sich die tribologisch relevanten Eigenschaften eines Bauteils befinden. Bei diesem Verfahren wird das Material mit einem Diodenlaser erwärmt und die Wärmestrahlung gemessen. Sprechen Sie uns bei Interesse an !
KONTAKTWINKELMESSUNG
Die Benetzbarkeit einer Oberfläche erfolgt indirekt über die Kontaktwinkelmessung von Testflüssigkeiten. Die Benetzbarkeit spielt eine wichtige Rolle beim Beschichten, Lackieren und Kleben sowie bei geschmierten Tribosystemen.
REIBWERTMESSUNG
- Oberflächen
- Beschichtungen
- Werkstoffkombinationen
Um den Reibwert zu messen, wird mit einem Mikro-Ritztester ein Prüfkörper über eine Oberfläche bewegt und dabei das Verhältnis von Tangential- zu Normalkraft bestimmt. Da der Reibwert eine Systemeigenschaft ist, kann dieser nur durch eine Messung ermittelt werden.
KRATZBESTÄNDIGKEITSPRÜFUNG
- Kunststoffe
Die Kratzbeständigkeitsprüfung spielt insbesondere bei Kunststoffen eine große Rolle, da diese bzgl. Oberflächenverformungen und -beschädigungen empfindlich sind. Die Prüfung der Kratzbeständigkeit erfolgt mit dem Mikro-Ritztester, bei dem ein Prüfkörper bekannter Geometrie mit ansteigender Belastung über die Oberfläche bewegt wird.
ZUGPRÜFUNG
Die Universalprüfmaschine der Serie Inspekt table der Fa. Hegewald und Peschke wird für Zug- und Druckprüfungen im mitteleren Kraftmessbereich bis 100 kN eingesetzt. Damit können Werkstoffprüfungen im Bereich von -70°C bis +180°C durchgeführt werden.