SCHICHTDICKENMESSUNG WIKI
Querschliff-Methode
Mit der Querschliffmethode können die Schichtdicken von nahezu allen Arten von Beschichtungen präzise bestimmt werden – von Einzelschichten und von Schichtsystemen. Dazu wird die Probe an der zu untersuchenden Stelle mit einem Präzisionstrennschleifer getrennt und anschließend die Querschnittsfläche geschliffen und poliert. Anschließend wird die Schichtdicke mikroskopisch ausgemessen. Damit lassen sich Aussagen zur Gleichmäßigkeit der Schichtdickenverteilung erzielen und die Beschichtung hinsichtlich Fehler bewerten. Das Verfahren der mikroskopischen Schichtdickenmessung am Querschliff ermöglicht die Bestimmung der Schichtstärke an nahezu allen Beschichtungen und Substratwerkstoffen, so dass damit auch beispielsweise Schichtdicken von Galvanik- und Lackschichten auf Kunststoffen bestimmt werden können.
Schichtdickenmessung im Querschliff
Verfahren
Um die Schichtdicke im Querschliff mikroskopisch bestimmen zu können, muss zunächst der Querschnitt freigelegt und präpariert werden. Dazu wird dem zu untersuchenden Bauteil ein Probe mittels Präzisionstrennschleifer entnommen, in eine Einbettmasse eingebettet, geschliffen und schließlich poliert. Anschließend wird die Beschichtung mit einem Lichtmikroskop oder einem Rasterelektronenmikroskop (REM) analysiert. Das REM wird insbesondere für dünne Schichten eingesetzt und bevorzugt bei Mehrschichtsystemen, da bei diesen der lichtoptische Kontrast zwischen den verschiedenen Schichtwerkstoffen nicht ausreichend ist, um diese auszumessen. Das ist mit dem Rückstreuelektronen (BSE)-Detektor am Rasterelektronenmikroskop deutlich einfacher als mit einem Lichtmikroskop. Und zudem kann dabei noch die chemische Zusammensetzung der Beschichtung mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) bestimmt werden. Neben der Schichtdicke und der Zusammensetzung können im Querschliff auch Beschichtungsfehler wie beispielsweise Einschlüsse untersucht werden.
Normen
- DIN EN ISO 1463
- VDI 3824-4 (4.2.1)
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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
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
- Chemische Elementzusammensetzung