Modell FORATherm
Photothermischer Randzonen-Analysator für Materialcharakterisierung am Bauteilrand
Die zerstörungsfreie Analyse der Randzone eines Bauteils erfolgt im Steinbeis-Transferzentrum mit der Photothermie. Damit werden die Strukturdichte und Inhomogenitäten untersucht sowie die Schichtdicke und -haftfestigkeit. Auch für Härteverlaufsmessung zur Beurteilung von randschichtgehärteten Bauteilen ist diese Methode sehr gut geeignet. Da diese zerstörungsfrei arbeitet und eine Messung der Eigenschaften über eine Fläche ermöglicht können, ergeben sich vielfältige Erkenntnisse über die Randschicht. Dies sind Vorteile gegenüber den konventionellen Untersuchungsmethoden. Die Photothermie ist vielseitig einsetzbar und lässt eine funktionale Bewertung der Bauteilrandschicht zu, welche das Reib- und Verschleißverhalten von Bauteilen bestimmt.
Als Prüflabor an der Hochschule in Karlsruhe bieten wir die zerstörungsfreie Charakterisierung der Randschicht von Bauteilen als Dienstleistung an. Wir arbeiten auf der wissenschaftlichen Grundlage einer Hochschule, mit der Handlungskompetenz eines Industrieunternehmens.
Analysen
- Schichtdickenmessungen
- Schichthaftungsprüfung
- Werkstoffinhomogenitäten
- Strukturdichte (Metalle, Kunststoffe)
- Ermüdungszustand
- 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: 0.1 – 0.5 mm
Photothermie
Bei der Photothermie wird mit einem intensitätsmodulierten 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 Photothermik nutzt thermophysikalische Stoffdaten, um Informationen über Materialeigenschaften und Beschichtungen abzuleiten. Zur Messung der Wärmestrahlemissionen wird ein Infrarotdetektor eingesetzt und der Phasenversatz zwischen dem modulierten Laser und den thermischen Wellen erfasst.