Beschichtungsanalyse
Stimmen bei Beschichtungen die Schichthärte, die Schichtdicke oder die Haftfestigkeit nicht, kann es zum Versagen des Schichtsystems kommen. Wir analysieren dazu die Eigenschaften von Beschichtungen in unserem Labor.
Beschichtungsarten
- PVD-Schichten
- CVD-Schichten
- Metallschichten
- Galvanische Schichten
- Chemische Schichten
- Polymerschichten
- Lackschichten
- Dekorschichten
- Oxidschichten
- Dünnschichten
- Transparente Schichten
- Ölfilme
- Nassfilme
Leistungsspektrum
SCHICHTHÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung von Beschichtungen und Lacken erfolgt durch die Mikrohärteprüfung bzw. bei sehr dünnen Schichten durch die Nanoindentierung. Diese Eindringprüfungen werden mit kleinen Prüfkräften und geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers durchgeführt. Die Härte wird im Unterschied zur Makrohärteprüfung aus der aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve berechnet.
SCHICHTDICKENMESSUNG
Die Schichtdicken von Einzelschichten und Mehrschichtsystemen werden abhängig von Schichtart, Schichtdicke und Substrat mit verschiedenen Verfahren durchgeführt. Dabei können Schichtstärken verfahrensabhängig vom Nanometer- bis zum Mikrometerbereich bestimmt werden.
HAFTFESTIGKEITSPRÜFUNG
Wir bestimmen die Haftfestigkeit von Beschichtung mit dem jeweils passenden Verfahren für die jeweilige Beschichtung.
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 ermittelt. Dabei handelt es sich um eine Modellprüfeinrichtung zur Untersuchung von Reibung und Verschleiß. Dazu wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft translatorisch oder rotatorisch über einen Grundkörper bewegt. Nach dem Verschleißtest wird der Verschleiß von Prüfkörper und Grundkörper gravimetrisch oder durch optische 3D-Messungen bestimmt.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM, EDX)
Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden tiefenscharfe 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 von Aufnahmen der Oberflächentopographie (SE) sowie für Materialkontrastbilder (BSE) genutzt.
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.
LEITFÄHIGKEIT MESSEN
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 BESTIMMEN
Die Bestimmung der Streckgrenze von Beschichtungen kann durch eine Eindringprüfung in Form der Nanoindentierung quasi zerstörungsfrei am Originalbauteil 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 Streckgrenze 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 dient dazu die Stärke von Beschichtungen auf Substraten zu bestimmen. Je nach Schichtdicke sowie Art der Beschichtung und Substrat kommen dazu unterschiedliche Verfahren zum Einsatz.
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 Reibpaarungen zu bestimmen. Durch unsere Möglichkeit Prüfkörper und -halter in der eigenen Werkstatt anzufertigen können wir nahezu alle Arten von Tribosystemen untersuchen. Dazu gehören auch Messungen des Reibwertes von Folien und Bahnen.
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden Mikrostrukturanalysen an Beschichtungen mit hoher Auflösung durchgeführt. Des Weiteren können mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM die chemische Elementzusammensetzung der Beschichtung 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.