Ritztest (modifiziert)

Der modifizierte Ritztest mit einem klingenförmigen Eindringkörper, dem sogenannten „Wedge Blade”, dient insbesondere zur Untersuchung der Haftfestigkeit und des Versagensverhaltens weicher Beschichtungen. Der klassische Ritztest mit einem Rockwell-Prüfkörper ist für die Haftfestigkeitsprüfung von weichen Beschichtungen nicht geeignet. Weiche Schichten neigen bei Belastung nämlich nicht dazu, sofort abzuplatzen. Stattdessen durchlaufen sie zunächst verschiedene Stadien der plastischen Verformung, der lokalen Delamination und des Schichtbruchs. Deshalb spielt der Prüfkörper eine entscheidende Rolle.

Durch den Einsatz des Wedge Blade entsteht eine höhere lokale Spannungsbelastung, die zum Ablösen der Beschichtung vom Substrat führt. Dadurch kann der Moment des Schichtversagens eindeutig lokalisiert werden.

Der modifizierte Ritztest mit dem Wedge Blade eignet sich daher besonders für die Charakterisierung von Lacken und duktilen Schichtsystemen, bei denen konventionelle Prüfmethoden nicht anwendbar sind.

Beschichtungsarten

• Lacke (Acryl-, Epoxid-, Polyurethan-, Polyester-, Alkydharzlacke)
• Duktile Beschichtungen
• Einschicht- und Mehrschichtsysteme

In der Praxis werden solche Prüfungen beispielsweise durchgeführt bei:

• Lackhaftung auf Kunststoff-Sensorgehäusen,
• Parylene-Schichten auf Implantaten,
• Schutzlacken auf elektronischen Baugruppen,
• Soft-Touch-Lacken auf Bedienelementen,
• Beschichtungen von Batterie- und Brennstoffzellenkomponenten,
• UV-Lacken auf kleinen Bauteilen.

Beim modifizierten Ritztest mit dem Wedge-Blade-Prüfkörper wird dieser mit konstanter Geschwindigkeit und steigender Normalkraft über die beschichtete Oberfläche geführt, um Adhäsions- oder Kohäsionsversagen zu erzeugen. Die kritische Kraft, die zum Versagen der Schicht führt, wird aus dem Verlauf der Kraft-Weg-Kurve abgelesen und durch eine optische Messung des Versagensortes ermittelt.

Mithilfe des modifizierten Ritzversuchs mit dem Wedge-Blade als Prüfkörper ist erstmals eine quantitative und reproduzierbare Haftfestigkeitsprüfung von Lacken und duktilen Beschichtungen auf kleinen oder geometrisch komplexen Bauteilen möglich. Durch die Kombination mechanischer Messgrößen mit der lichtoptischen Analyse der Ritzspur lassen sich kritische Lasten einzelnen Versagensmechanismen eindeutig zuordnen.

Die wichtigsten Vorteile des modifizierten Ritztest sind:

• Tiefenaufgelöste Schichtanalyse: Die kontinuierliche Messung der Eindringtiefe ermöglicht die eindeutige Zuordnung einzelner Versagensereignisse zu den jeweiligen Schichten eines Mehrschichtsystems.
• Multimodale Auswertung: Die Kombination aus Kraft-, Tiefen- und Reibungsmessung, akustischer Emission sowie lichtmikroskopischer Spuranalyse erhöht die Aussagekraft erheblich und erlaubt eine sichere.
• Hohe Sensitivität: Bereits geringe Unterschiede in Haftfestigkeit und Schichtqualität, beispielsweise infolge von Rezepturänderungen, Prozessparametern oder geometrischen Randbedingungen, lassen sich quantitativ erfassen.
• Ideal für kleine Bauteile: Das Verfahren eignet sich besonders für Bauteile mit eingeschränkter Geometrie, da keine großflächigen Probenoberflächen erforderlich sind.