Schichtanalyse
Wir analysieren als Steinbeis Transferzentrum die Eigenschaften von Beschichtungen als Dienstleistung. Dazu bestimmen wir die Schichthärte, Schichtdicke, Haftfestigkeit, Reibwert und das Verschleißverhalten von Beschichtungen.
Labordienstleistungen
HÄRTEPRÜFUNG BESCHICHTUNG
Die Härteprüfung an Beschichtungen und Lacken wird mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung durchgeführt, je nach Beschichtung. Diese sind durch kleine Prüfkräfte charakterisiert und dadurch, dass die Härte aus einer während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet wird. Diese Methode wird als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet.
SCHICHTDICKENMESSUNG
Für die verschiedene Schicharten und Schichtdicken kommen verschiedene Messverfahren zum Einsatz. Verfahrensabhängig können die Schichtdicken von Einzelschichten oder von Mehrschichtsystemen bestimmt werden. Wir bestimmen unterschiedlichste Schichtdicken vom Nanometer- bis zum Mikrometerbereich, je nach Beschichtung zerstörend oder zerstörungsfrei. Die Dicke einer Beschichtung ist oftmals über die beschichtete Oberfläche betrachtet sehr unterschiedlich und muss daher an mehreren Messpunkten ermittelt werden.
Wir bieten die Messung der Schichtdicke durch das Kalottenschleifverfahren, die Messung am Querschliff, die optische Schichtdickenmessung, die Stufenmessung, das Wirbelstromverfahren, die magnetinduktive Methode und die Photothermischen Randzonenanalyse an. Besonders dünne Schichtdicken im Nanometerbereich werden über eine EDX Messung am Rasterelektronenmikroskop (REM) vermessen.
HAFTFESTIGKEITSPRÜFUNG
Die Haftfestigkeit einer Beschichtung dient dazu das adhäsive oder/und kohäsive Versagen einer Beschichtung zu bewerten. Hierzu gibt es verschiedene Verfahren, z.B. den Ritztest (Scratch test), die Rockwell-Eindringprüfung, die Gitterschnittprüfung und die Photothermischen Randzonenanalyse. Die Photothermische Randzonenanalyse ist ein spezielles Verfahren bei dem die Oberfläche mit einem Diodenlaser erwärmt wird und somit zerstörungsfrei die adhäsive Verbindung und Substrat über ganze Flächen bewertet werden kann.
REIBWERTMESSUNG
Der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient eines tribologischen Systems wird mit einem Tribometer bestimmt. Dazu wird ein Prüfkörper unter einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft gemessen und aus dem Verhältnis zur Normalkraft der Reibwert µ berechnet. Reibwerte können nur aus Messungen des konkreten Systems bestimmt werden, da diese von sehr vielen Einflussfaktoren abhängen.
VERSCHLEISSPRÜFUNG
Das Verschleißverhalten von tribologischen Systemen wird mit einem Tribometer als Modellprüfeinrichtung ermittelt. Dazu wird der Prüfkörper unter einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper translatorisch oder rotatorisch bewegt. Nach dem Test wird der Verschleiß gravimetrisch oder durch optische Messungen bestimmt.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) dient dazu hochauflösende Oberflächenanalysen mit Bildaufnahmen großer Vergrößerung anzufertigen. Dabei rastert ein Elektronenstrahl die Oberfläche zeilenförmig ab und erzeugt so hochauflösende Bildaufnahmen der Objektoberfläche, sowohl als Topographie-Aufnahmen als auch vom Materialkontrastaufnahmen.
RÖNTGENSPEKTROSKOPIE (EDX)
Mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM werden Materialanalysen durchgeführt, indem die chemischen Elemente des Werkstoffes bestimmt werden. Die Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es durch den Elektronenstrahl des REM angeregt wird.
LEITFÄHIGKEITSMESSUNG
Die ortsaufgelöste Leitfähigkeit einer Oberfläche wird durch ein Rasterkraftmikroskop (AFM) bestimmt, bei dem eine Messnadel (Cantilever) die Bauteiloberfläche sehr präzise abrastert. Bei der leitfähigen Rasterkraftmikroskopie (C-AFM) wird der elektrische Stromfluss am Kontaktpunkt des Cantilevers gemessen.
Die Härteprüfung von Beschichtungen und Lacken erfolgt mit sehr kleinen Prüfkräften durch die Mikrohärteprüfung oder die Nanoindentierung. Diese sogenannten instrumentierten Eindringprüfungen erfolgen entweder von der Oberfläche aus oder im polierten Querschliff.
Die Schichtdickenmessung wird abhängig von Schichtart, Schichtdicke und Substrat mit verschiedenen Verfahren durchgeführt. Es können Schichtstärken vom Nanometer- bis zum Mikrometerbereich bestimmt werden.
Die Haftfestigkeitsprüfung dient der Bewertung der Verbindungsfestigkeit zwischen Beschichtung und Substrat (adhäsive Schichthaftung) oder des inneren Zusammenhaltes der Schicht (kohäsive Schichthaftung).
Zur Charakterisierung von tribologisch beanspruchten Beschichtungen dienen die Reibwertmessung und die Verschleißprüfung. Diese werden durch Prüfmethoden der Modelltribologie bestimmt.
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden hochauflösende Oberflächenanalysen an Beschichtungen durchgeführt und Bildaufnahmen mit großer Vergrößerung angefertigt. Dabei können mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM die chemischen Elemente für Materialanalysen bestimmt werden
Die ortsaufgelöste Messung der Leitfähigkeit einer Beschichtung wird mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) durchgeführt.