Schichtanalyse
Wir analysieren die Eigenschaften von Beschichtungen und bieten dies als Dienstleistung an. Stimmen bei Beschichtungen die Schichthärte, die Schichtdicke oder die Haftfestigkeit nicht, kann es zum Versagen des Schichtsystems kommen.
Labordienstleistungen
SCHICHTHÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung von Beschichtungen und Lacken erfolgt durch die Mikrohärteprüfung oder bei dünnen Schichten durch die Nanoindentierung. Diese Eindringprüfungen werden mit kleinen Prüfkräften durchgeführt und Eindringtiefen des Prüfkörpers durchgeführt. Die Härte wird im Unterschied zur Makrohärteprüfung aus der aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet. Diese Methode wird auch als als instrumentierte Eindringprüfung oder Martens-Härteprüfung bezeichnet.
SCHICHTDICKENMESSUNG
Die Schichtdickenmessung erfolgt je nach Beschichtungsart und Schichtdicke durch verschiedene Verfahren. Wir führen die Messung der Schichtdicke mit folgenden Verfahren durch:
- Kalottenschleifverfahren
- Querschliffverfahren
- Optische Schichtdickenmessung
- Stufenmessung
- Wirbelstromverfahren
- Magnetinduktives Messverfahren
- Potothermischen Schichtdickenmessung
- EDX Schichtdickenmessung
HAFTFESTIGKEITSPRÜFUNG
Die Haftfestigkeit wird in Abhängigkeit von der Beschichtung mit verschiedenen Verfahren bestimmt. Wir führen die Messung der Schichtdicke mit folgenden Verfahren durch:
- Ritztest (Scratch test)
- Rockwell-Eindringprüfung
- Gitterschnittprüfung
- instrumentierten Eindringprüfung (Nanoindentierung)
- Photothermie
REIBWERTMESSUNG
Der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient eines Tribosystems wird mit einem Tribometer bestimmt. Hierbei wird ein Prüfkörper geeigneter Geometrie mit einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper bewegt und dabei die Reibkraft gemessen. Aus dem Verhältnis der Reibkraft zur Normalkraft wird der Reibwert µ berechnet.
VERSCHLEISSPRÜFUNG
Das Verschleißverhalten einer Beschichtung 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 als Masse oder durch optische Messungen als Volumen bestimmt.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden hochauflösende Bildaufnahmen der Objektoberfläche mit großer Vergrößerung angefertigt. Dabei rastert ein fein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche präzise Zeile für Zeile ab. Die hierbei stattfindende Wechselwirkung mit dem Objekt wird zur Erzeugung eines Bildes des Objektes genutzt. Dadurch werden tiefenscharfe Aufnahmen von der Oberflächentopographie (SE) möglich sowie Materialkontrastbilder (BSE).
RÖNTGENSPEKTROSKOPIE (EDX)
Mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM werden Materialanalysen durchgeführt indem die chemischen Elemente bestimmt werden. Diese Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es durch den Elektronenstrahl des REMs angeregt wird. Weitere Informationen erhalten Sie unter nachstehendem Link.
LEITFÄHIGKEIT
Die ortsaufgelöste Messung der Leitfähigkeit einer Oberfläche wird mit einem Rasterkraftmikroskop durchgeführt. Damit werden geringste lokale Unterschiede mit einer sehr hohen Ortsauflösung bestimmt. Mit der leitfähigen Rasterkraftmikroskopie (C-AFM: conductive atomic force microscopy) wird die Topographie eines Materials und der elektrische Stromfluss am Kontaktpunkt der Spitze (Cantilever) gemessen.
STRECKGRENZE
Die Bestimmung der Streckgrenze quasi zerstörungsfrei durch eine Eindringprüfung (Nanoindentierung) erfolgen. Bei diesem Verfahren dringt ein Prüfkörper mit sehr kleinen Kräften in die Beschichtung ein, wobei die Kraft ansteigend mit einem überlagerten Sinus erhöht wird. Dadurch wird der Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung der Beschichtung bestimmt und aus diesem die Steckgrenze berechnet.
Die Schichthärteprüfung erfolgt mit sehr kleinen Prüfkräften und geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers. Diese Eindringprüfung zur Bestimmung der Schichthärte erfolgt entweder an der Oberfläche oder im polierten Querschliff.
Die Schichtdickenmessung wird abhängig von Schichtart, Schichtdicke und Substrat mit verschiedenen Verfahren durchgeführt. Dabei werden Schichtstärken vom Mikrometerbereich bis zum Nanometerbreich bestimmt, von Einzelschichten bis hin zu Mehrschichtsystemen.
Die Haftfestigkeitsprüfung dient zur Bewertung der Verbindungsfestigkeit zwischen Beschichtung und Substrat (adhäsive Schichthaftung) und des inneren Zusammenhaltes der Schicht (kohäsive Schichthaftung).
Die Reibwertmessungen und die Verschleißprüfungen dienen dazu das Reibungs- und Verschleißverhalten von Werkstoffen und Beschichtungen zu bestimmen. Diese Untersuchungen gehören zu den Verfahren der Modelltribologie und werden mit einem Tribometer durchgeführt.
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden hochauflösende Oberflächenanalysen an Beschichtungen durchgeführt. Dabei werden Bildaufnahme mit sehr hoher Vergrößerung angefertigt. Des Weiteren kann mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM die chemische Zusammensetzung des Werkstoffes für Materialanalysen bestimmt werden.
Die ortsaufgelöste Messung der Leitfähigkeit einer Beschichtung wird mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) durchgeführt, so dass geringste lokale Unterschiede bestimmt werden können. Diese werden beispielsweise durch unterschiedlich stark ausgebildete Oxidschichten auf der Oberfläche verursacht.
Die Streckgrenze einer Beschichtung kann durch eine Eindringprüfung (Nanoindentierung) quasi zerstörungsfrei bestimmt werden.