Kontinuierliche Schichtdickenmessung am Kalottenschliff Bildanalyse im Metallographielabor Kontinuierliche Schichtdickenmessung am Kalottenschliff GFaI e.V. Volmerstraße 3 12489 Berlin sonntag@gfai.de Tel.: (030) 481563 419 1/8 Betonschwelle GFaI-Seminar 2003

Programmmodul Kalotte Worum geht‘s? 2/8

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

Bestimmung am Querschliff Eines der gebräuchlichsten Schichtdickenmessverfahren ist die mikroskopische Schichtdicken-messung nach DIN EN ISO 1463. 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

Programmmodul Kalotte Hinterlegte Norm EN 1071-2:2002: Verfahren zur Prüfung keramischer Schichten Teil 2: Bestimmung der Schichtdicke mit dem Kalottenschleifverfahren 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. 5/8

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

Programmmodul Kalotte 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 Ermittlung folgender Kenngrößen: 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 8/8