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Ulrich Sonntag 01/2016 Bildanalyse im Metallographielabor Kontinuierliche Schichtdickenmessung am Kalottenschliff 1/8 GFaI e.V. Volmerstraße 3 12489 Berlin.

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1 Ulrich Sonntag 01/2016 Bildanalyse im Metallographielabor Kontinuierliche Schichtdickenmessung am Kalottenschliff 1/8 GFaI e.V. Volmerstraße Berlin Tel.: (030)

2 Ulrich Sonntag 01/2016 Worum geht‘s? 2/8 Programmmodul Kalotte

3 Ulrich Sonntag 01/2016 Allgemeine Verfahren zur Schichtdickenbestimmung Zerstörungsfreie MessverfahrenZerstörende Messverfahren Geeignet für nahezu alle Schichtarten, z.B. -Metallschichten -Oxidschichten - schichten -Lackschichten -Spritzschichten -Folien -Organische Beschichtungen -Ringstrukturen (z.B. Kabelquerschnitte) Dabei lichtmikroskopische Untersuchung am -Querschliff -Schrägschliff -Kalottenschliff Magnetinduktives Verfahren Wirbelstromverfahren Ultraschall u.a. Röntgenfluoreszenzverfahren 3/8

4 Ulrich Sonntag 01/2016 Bestimmung am Querschliff Eines der gebräuchlichsten Schichtdickenmessverfahren ist die mikroskopische Schichtdicken- messung nach DIN EN ISO Das Messverfahren ist gut geeignet für Schichtdicken ≥3 µm. An einer Referenzfläche wird ein Schnitt durch Grundwerkstoff und Schichtwerkstoff gelegt und zur Ermittlung der Schichtdicke lichtmikroskopisch vermessen. Bestimmung am Schrägschliff Das Schrägschliffverfahren ist eine Variante des Querschliff-Verfahrens. Das Verfahren eignet sich für dünne und vornehmlich für harte Schichten. Durch die schräge Anordnung der Schlifffläche wird eine optische Verbreiterung der Schichtdicke erreicht und ist dadurch leichter zu messen. Die wahre Schichtdicke lässt sich dann in Abhängigkeit der Probenneigung errechnen. Die Messmethode ist geeignet für Schichtdicken ≤1 µm mit entsprechend geringer Messunsicherheit. Bestimmung am Kalottenschliff In das beschichtete Substrat wird mit Hilfe einer rotierenden Stahlkugel eine kalottenartige Vertiefung durch die Schicht in den Grundwerkstoff geschliffen. Dadurch entsteht durch Projektion eine Ringstruktur mit Verbreiterung der zu messenden Schicht. Die entstehende Kalotte wird ausgemessen und daraus die Schichtdicke berechnet. 4/8

5 Ulrich Sonntag 01/2016 Hinterlegte Norm In das beschichtete Substrat wird mit Hilfe einer rotierenden Stahlkugel eine kalottenartige Vertiefung durch die Schicht in den Grundwerkstoff geschliffen. Dadurch entsteht durch Projektion eine Ringstruktur mit Verbreiterung der zu messenden Schicht. Die entstehende Kalotte wird ausgemessen und daraus die Schichtdicke berechnet. EN :2002: Verfahren zur Prüfung keramischer Schichten Teil 2: Bestimmung der Schichtdicke mit dem Kalottenschleifverfahren 5/8 Programmmodul Kalotte

6 Ulrich Sonntag 01/2016 Theorie und Praxis 6/8 Programmmodul Kalotte Schleifkugel, = 20 mm Schleifkugel, Ø = 20 mm ca. 2 µm ca. 10 µm ca. 800 µm ca. 900 µm

7 Ulrich Sonntag 01/2016 Je nach Bildqualität auto- matische Arbeitsweise möglich Ansonsten manuelle Fest- legung von 5 Punkten auf der Schichtkante Änderung der Ellipsenlage und –größe möglich Messung sowohl am ebenen als auch am ge- krümmten Probekörper 7/8 Programmmodul Kalotte

8 Ulrich Sonntag 01/2016 Dicke aller erfassten ringförmigen Schichtstrukturen Anzahl der vermessenen Schichten Eindringtiefe in das Substrat Gesamteindringtiefe in die Probe Anzahl der Messwiederholungen Mittlere Schichtdicke aus allen Einzelmessungen Standardabweichung Ermittlung folgender Kenngrößen: 8/8 Programmmodul Kalotte


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