Ulrich Sonntag 01/2016

Bildanalyse im Metallographielabor

Kontinuierliche Schichtdickenmessung am Kalottenschliff

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Worum geht‘s?

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Programmmodul Kalotte

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Allgemeine Verfahren zur Schichtdickenbestimmung

Zerstörungsfreie MessverfahrenZerstörende 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

Magnetinduktives Verfahren

Wirbelstromverfahren

Ultraschall u.a.

Röntgenfluoreszenzverfahren

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Bestimmung am QuerschliffEines 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 SchrägschliffDas 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 KalottenschliffIn 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.

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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 1071-2:2002: Verfahren zur Prüfung keramischer SchichtenTeil 2: Bestimmung der Schichtdicke mit dem Kalottenschleifverfahren

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Programmmodul Kalotte

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Theorie und Praxis

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Programmmodul Kalotte

Schleifkugel, Ø = 20 mm

ca. 2 µm

ca. 10 µm

ca. 800 µm

ca. 900 µm

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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

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Programmmodul Kalotte

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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:

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Programmmodul Kalotte