Modell FORATherm
Photothermisches Messgerät für Materialprüfungen
Mit der Photothermie werden Materialprüfungen an der Randschicht eines Bauteils durchgeführt. Diese ist der kritische Bereich eines Bauteils und bestimmt das tribologische Verhalten. Mit der photothermischen Analyse können Strukturdichte, Inhomogenitäten und Schichteigenschaften ortsaufgelöst und zerstörungsfrei bestimmt werden. Die Photothermie ermöglicht beispielsweise auch die zerstörungsfreie Bestimmung des Härtetiefenverlaufs von randschichtgehärteten Bauteilen. Da sie zerstörungsfrei arbeitet und eine flächenhafte Messung der Eigenschaften ermöglicht, ergeben sich vielfältige Analysemöglichkeiten hinsichtlich der Eigenschaften der Bauteilrandschicht. Dies sind Vorteile gegenüber herkömmlichen Untersuchungsmethoden. Die Photothermie ist vielseitig einsetzbar und erlaubt eine funktionelle Bewertung der Bauteilrandschicht, die das Reib- und Verschleißverhalten von Bauteilen bestimmt.
Mit Hilfe der Photothermie können Schichtdickenmessungen zerstörungsfrei auf einer Oberfläche durchgeführt werden. Damit ist es mögliche lokale Unterschiede durch die ortsaufgelöste Analyse zu ermitteln. Denn ist an einer Stelle die Schichtdicke unzureichend kann bereits dies der Auslöser für ein komplettes Schichtversagen und damit für den Ausfall eines Bauteils sein.
Wir bieten als Steinbeis-Transferzentrum bieten wir photothermische Randzonenanalysen als Dienstleistung an.
Analysen
- Schichtdickenmessungen
- Werkstoffinhomogenitäten
- Strukturdichte (Metalle, Kunststoffe)
- Ermüdungszustand
- Alterungszustand Elastomere
- Füllstoffverteilung
Beispiel
- Photothermische Messung von Werkstoffinhomogenitäten
Spezifikation
- Eindringtiefe Stahl: 10 – 6500 µm
- Eindringtiefe Gummi: 1 – 550 µm
- Laterale Auflösung: 100 µm
- Anregungslaserspotgröße: 0.4 – 5.0 mm
- Detektormessfleckgröße: 0.25 – 0.5 mm
Photothermie
Bei der Photothermie wird mit einem frequenzmodulierten Laser das Bauteil erwärmt und anschließend die reflektierten oszillierenden thermischen Wellen mit einem Infrarotdetektor registriert. Die Untersuchungstiefe bis zu der Laser eindringt wird über die Modulationsfrequenz bestimmt, aber ist auch materialabhängig. Die Photothermie nutzt thermophysikalische Stoffdaten, um Informationen über Materialeigenschaften und Beschichtungen abzuleiten. Zur Messung der Wärmestrahlemissionen wird ein Infrarotdetektor eingesetzt, welcher die Amplituden- und die Phasendifferenz zwischen dem modulierten Laser und den thermischen Wellen erfasst.