Schichtdickenmessung
Wir führen Schichtdickenmessungen von Beschichtungen aller Art als Dienstleistung durch. Wir wählen für die jeweilige Beschichtung und Schichtdicke wählen wir das dafür passende Messverfahren aus. Verfahrensabhängig können die Schichtdicken von Einzelschichten oder von Mehrschichtsystemen bestimmt werden.
Die Schichtdicke stellt eine wichtige Eigenschaft einer Beschichtung dar. Denn eine zu geringe Schichtdicke kann zum Spontanversagen des Schichtsystems und somit zum Ausfall eines Bauteils führen. Die Dicke einer Beschichtung ist oftmals über die beschichtete Oberfläche betrachtet sehr unterschiedlich. Da die klassischen Verfahren nur lokale Informationen über die Schichtstärke liefern, bieten wir auch flächenhafte photothermische Schichtdickenmessungen an.
Als Prüflabor in Karlsruhe messen wir unterschiedlichste Schichtdicken vom Nanometer- bis zum Mikrometerbereich sowie unterschiedlichste Arten von Beschichtungen.
Analysen
- Kalottenschleifverfahren
- Querschliffverfahren
- Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)
- Wirbelstromverfahren
- Magnetinduktive Messmethode
- Optische Schichtdickenmessung
- Berührungslose Schichtdickenmessung
- Konfokalmikroskopie
- Weißlichtinterferometrie
- Spektroskopische Reflektometrie
- Photothermische Schichtdickenmessung
Beispiele für Beschichtungen:
- PVD-Schichten
- CVD-Schichten
- Galvanische Schichten
- Dünnschichten
- Schichtsysteme
- Lacke
- Schutzlacke
- Ölfilme
- Folien
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Schichtdickenmessungen.
Schichtdicken messen – Verfahren
Das Kalottenschleifverfahren ist ein zerstörendes Verfahren für die Schichtdickenmessung von Hartstoffschichten. Hierbei wird durch das Kalottenschleifgerät mit einer Stahlkugel eine Kalotte auf der zu prüfenden Beschichtung eingeschliffen und anhand der mikroskopischen Messung der entstandenen Kalotte die Schichtdicke berechnet.
Die Schichtdickenmessung im Querschliff erfolgt mit dem Auflichtmikroskop, einem Konfokalmikroskop oder bei geringen Schichtdicken einem Rasterelektronenmikroskop (REM), welches eine sehr gute laterale Auflösung hat.
Schichtdickenmessung mittels REM am Querschliff
Mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM werden über die Auswertung der Röntgenstrahlung Schichtdicken von sehr dünnen Beschichtungen im Nanometerbereich bestimmt.
Die optische Schichtdickenmessung dient zur berührungslosen Schichtdickenmessung von transparenten Schichten, wie z.B. Schutzlacke, Ölfilme und Folien. Die optische Schichtdickenbestimmung erfolgt zerstörungsfrei und dazu kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz, z.B. Konfokalmikroskopie, Weißlichtinterferometrie und spektroskopische Reflektometrie. Dabei nutzt man grundsätzlich die Eigenschaft, dass beim Auftreffen von Licht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex ein Teil der Strahlung reflektiert und ein anderer transmittiert wird. Als Lichtquelle wird bei einem Weißlichtinterferometer und Reflektometer weißes Licht senkrecht auf eine Oberfläche gestrahlt und die Schichtdickenmessung mit der Interferenz erfolgt. Für jede eingestrahlte Wellenlänge kommt es zu Überlagerungen der an den beiden Phasengrenzen einer Schicht reflektierten Teilwellen in Abhängigkeit vom Einfallswinkel, dem Brechungsindex und der Schichtdicke.
Das Wirbelstromverfahren wird für die zerstörungsfreie Schichtdickenmessung auf nicht ferromagnetischem Grundwerkstoff (z.B. Aluminium, Kupfer, Bronze, Messing, Zinn, Zink) eingesetzt. Die zu messenden Schichten müssen elektrisch isolierend sein, z. B. Lacke, Farben, Kunststoffe, Eloxalschichten. Beim Wirbelstromverfahren wird üblicherweise eine als Messsonde in einem Gehäuse gekapselte Spule mit hochfrequentem Wechselstrom beaufschlagt. Für das Wirbelstromverfahren nutzt man den Effekt, dass die Spuleninduktivität im Bereich geringer Abstände zwischen der Spule und dem metallischen Untergrund mit zunehmendem Abstand abnimmt.
Die zerstörungsfreie Schichtdickenmessung auf Eisen bzw. Stahl (ferromagnetischer Grundwerkstoff) erfolgt mit dem magnetinduktiven Verfahren. Die zu messenden Schichten müssen unmagnetisch sein, z. B. Farben, Lacke, Kunststoffe, Aluminium, Chrom, Kupfer, Messing, Zinn, Zink. Beim magnetinduktiven Verfahren entsprechen Aufbau der Messsonde und Messdurchführung dem Wirbelstromverfahren, allerdings mit deutlichen niedrigeren Frequenzen. In das durch die Erregerspule erzeugte Magnetfeld wird die zu untersuchende Probe gebracht, wodurch sich die Induktionsspannung in der Messspule ändert und somit die Schichtdicke messbar ist.
Mit der Photothermischen Schichtdickenmessung erfolgt die Schichtdickenmessung zerstörungsfrei. Die Schichtdicke kann hierbei nicht nur an einzelnen Stellen sondern über eine Fläche gemessen werden, so dass lokale Unterschiede sichtbar werden. Diese Art der Schichtdickenmessung funktioniert auch auf Substraten, wo die konventionellen Verfahren nicht anwendbar sind, wie z.B. Keramik, Glas, porösen Schichten.
Schichtdicke durch Stufenmessung: