SCHICHTDICKENMESSUNG WIKI
Schichtdickenmessung
Die Schichtdickenmessung dient der genauen Bestimmung der Dicke von Schichten oder Beschichtungen auf einem Grundwerkstoff. Diese Messung ist in vielen Bereichen der Industrie und Technik von großer Bedeutung. Je nach Art der Beschichtung, des Substratmaterials und der Schichtdicke wird die Schichtdickenmessung mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. So werden Schichtdicken von Einzelschichten und Mehrschichtsystemen mit Dicken im Mikrometer- bis in den Nanometerbereich bestimmt.
Als Steinbeis-Transferzentrum wählen wir die für das jeweilige Schichtsystem am besten geeignete Methode aus und führen Schichtdickenmessungen als Dienstleistung durch.
Beispiele für Beschichtungen
- Galvanische Beschichtungen
- Pulverbeschichtungen
- PVD-Beschichtungen
- CVD-Beschichtungen
- Thermisch gespritzte Beschichtungen
- Oxidschichten
- Eloxalschichten
- Lackschichten
Wozu dient die Schichtdickenmessung?
Die Schichtdickenmessung dient dazu, die Dicke von Materialschichten auf Oberflächen präzise zu bestimmen. Sie ist in vielen Branchen und Anwendungen von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Herstellung und Kontrolle von Produkten, die eine präzise Materialdicke erfordern.
- Qualitätssicherung: Eine gleichmäßige und präzise Schichtdicke ist oft entscheidend für die Funktion und Haltbarkeit von beschichteten Produkten. In der Fertigung wird die Schichtdickenmessung verwendet, um sicherzustellen, dass die produzierten Schichten den Spezifikationen entsprechen, z. B. bei Lackierungen, Metallbeschichtungen oder Halbleiterbauteilen.
- Korrosionsschutz: Bei metallischen Bauteilen werden Schutzschichten wie Lacke, Zink oder andere Materialien aufgetragen, um Korrosion zu verhindern. Die Schichtdicke ist dabei entscheidend, um die nötige Schutzwirkung zu erzielen. Ist die Schicht zu dünn, kann Korrosion schneller eintreten.
- Funktionsschichten: In der Elektronik, Optik oder Halbleitertechnologie spielen präzise Schichtdicken eine Rolle, da sie die elektrischen, optischen oder mechanischen Eigenschaften beeinflussen. So hängt z. B. die Effizienz von Solarzellen oder die Funktionsfähigkeit von Mikroprozessoren von der genauen Dicke der Schichten ab.
- Automobil- und Luftfahrtindustrie: Hier werden Schutz- und Funktionsschichten aufgetragen, die nicht nur das Erscheinungsbild verbessern, sondern auch mechanische Eigenschaften beeinflussen, wie z. B. die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung sowie gegenüber Umwelteinflüssen.
- Medizintechnnik: In der Medizintechnik, wie bei Implantaten oder medizinischen Geräten, werden dünne Schichten aufgebracht, die biokompatibel sind oder spezielle Funktionen haben, z. B. die Abgabe von Medikamenten. Die Schichtdickenmessung stellt sicher, dass diese Schichten korrekt aufgetragen werden.
Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?
- Präzise Schichtdickenmessung: Unsere modernen Messgeräte ermöglichen eine präzise und zuverlässige Bestimmung von Schichtdicken.
- Fachkundige Expertise: Die Messungen werden von qualifizierten Mitarbeitern/innen durchgeführt, die Ihnen bei Fragen gerne zur Verfügung stehen.
- Kundenzentrierter Ansatz: Jeder Auftrag ist individuell und deshalb sind unsere Analysen auf die jeweiligen kundenspezifischen Anforderungen zugeschnitten.
Dienstleistungen
Zerstörende Verfahren
-
Beliebige Schichten auf beliebigen Werkstoffen
Querschliff-Methode - Stufenhöhenmessung
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Hartstoffschichten mit Dicken im Bereich 1 – 20 μm
Kalottenschliff-Methode
Nicht zerstörende Verfahren
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Schichten mit Dicken im Bereich 5 nm – 10 μm auf beliebigen Werkstoffen
Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, XRF)
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Sehr dünne Schichten mit Dicken im Bereich 5 – 200 nm
Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)
Optische Schichtdickenmessung
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Transparente Schichten mit Dicken im Bereich 10 nm – 100 μm auf beliebigen Werkstoffen
Optische Schichtdickenmessung - Spektroskopisches Reflektometer
- Weißlichtinterferometer
- Laser-Scanning-Mikroskop
Sondenmesstechnik
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Elektrisch nicht leitende Schicht ab 5 μm auf unmagnetischen metallischen Werkstoffen
Wirbelstrom-Verfahren
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Nicht magnetische Schichten ab 5 μm auf ferromagnetischen Werkstoffen (Stahl, Eisen)
Magnetinduktives Verfahren
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Schichtdickenmessung.
Querschliff-Methode
Mit der Querschliffmethode können die Schichtdicken von nahezu allen Arten von Beschichtungen auf beliebigen Substratmaterialien – sowohl von Einzelschichten als auch von Mehrschichtsystemen – präzise bestimmt werden. Um die Schichtdicke im Querschliff mikroskopisch bestimmen zu können, wird zunächst der Querschnitt freigelegt und präpariert. Dazu wird aus dem zu untersuchenden Bauteil eine Probe mit einem Präzisionstrennschleifer entnommen, in eine Einbettmasse eingebettet, geschliffen und gegebenenfalls poliert. Anschließend wird der Schliffquerschnitt mit einem Lichtmikroskop oder einem Rasterelektronenmikroskop (REM) analysiert. Damit können Aussagen über die Gleichmäßigkeit der Schichtdickenverteilung getroffen und die Beschichtung hinsichtlich Fehlern bewertet werden.
Schichtdickenmessung mittels REM am Querschliff
Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA / XRF)
Die Röntgenfluoreszenzanalyse eignet sich besonders für dünne Schichten im Mikrometer- und Nanometerbereich. Bei der Schichtdickenmessung mittels RFA wird die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlung der Elemente in der Schicht und im Substrat gemessen. Da die Intensität der Fluoreszenzstrahlung mit der Schichtdicke variiert (weil mehr Material zu mehr Emission führt), kann diese Beziehung zur Bestimmung der Schichtdicke genutzt werden. Bei komplexen Mehrschichtsystemen kann die RFA auch zur Analyse der charakteristischen Strahlung der einzelnen Schichten verwendet werden. Die Intensitäten der verschiedenen Elemente und die Absorptionseffekte in den verschiedenen Schichten erlauben eine Rückrechnung auf die Dicke der einzelnen Schichten.
Kalottenschliff-Methode (Calotest)
Das Kalottenschliffverfahren ist ein Verfahren zur Schichtdickenmessung von Hartstoffschichten. Dabei wird mit einer Stahlkugel und einer Schleifsuspension eine Kalotte über die zu prüfende Schicht geschliffen. Aus der mikroskopisch gemessenen Größe der abgeschliffenen Kalotte wird anschließend die Schichtdicke berechnet. Auf diese Weise können die Schichtdicken von Einschicht- und Mehrschichtsystemen bestimmt werden. Da die Schichtdicke im Verhältnis zum Kugeldurchmesser relativ klein ist, wird die Beschichtung in einem flachen Winkel geschliffen, wodurch die Schichtdicke vergrößert wird. Diese Schichtvergrößerung erhöht die Genauigkeit der mikroskopischen Bestimmung der geringen Schichtdicke, die üblicherweise mit einem Auflichtmikroskop durchgeführt wird.
Querschliff Methode
Optische Schichtdickenmessung
Die zerstörungsfreie Messung transparenter Schichten erfolgt mit optischen Schichtdickenmessgeräten. Sie werden zur Dickenbestimmung von sehr dünnen Funktionsschichten, Oxidschichten, transparenten Schutzlacken, Ölfilmen und transparenten Folien eingesetzt. Die optische Schichtdickenmessung beruht darauf, dass beim Auftreffen von Licht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex ein Teil der Strahlung reflektiert und ein anderer Teil transmittiert wird. Je nach Schichtdicke kommen folgende Messgeräte zum Einsatz
Optische Schichtdickenmessung