Oberflächenprüfung

Wärmeverhalten lässt auf Schichtdicke schließen

Schichtdicke und thermische Beschaffenheit können berührungslos und zerstörungsfrei untersucht werden
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Der Coatmaster ermöglicht die berührungslose, zerstörungsfreie Prüfung von Eigenschaften wie etwa Schichtdicke und thermische Beschaffenheit. Hierbei handelt es sich um eine Untersuchungsmethode, bei der die Oberfläche mit einer Lichtquelle erwärmt wird, um Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Beschichtung zu ziehen. Nach einer kurzzeitigen Erwärmung um wenige Grad Celsius erfolgt die Abkühlung der Oberfläche durch Wärmeleitung in tiefere Bereiche. Der Verlauf hängt von den physikalischen Eigenschaften der Beschichtung und der Unterlage ab.

Die Oberflächentemperatur klingt umso schneller ab, je dünner die Beschichtung ist, sofern sie eine geringere thermische Leitfähigkeit als die Unterlage hat. Ebenso entsteht durch eine schlechte Haftung ein starkes Temperaturgefälle an der Grenzfläche, wodurch es zur einer Verzögerung der Abkühlung kommt: Es entsteht ein Temperaturstau. Aus dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur kann auf Dicke und Materialeigenschaften der Beschichtung geschlossen werden. Das System ermöglicht die Bestimmung von relativen Schichtdicken ohne Kenntnis der thermischen Eigenschaften. Absolute Schichtdicken können mittels einer Referenzmessung bestimmt werden.
Zudem können Parameter wie Dicke oder Materialeigenschaften von mehrlagigen Schichtsystemen untersucht werden. Die Genauigkeit hängt vom thermischen Kontrast ab. Für einen dunklen Pulverlack auf einem metallischen Substrat liegt die Reproduzierbarkeit bei 2 % vom Messwert. Das System ist 47 x 30 x 20 cm groß und wiegt 17,5 kg. Der Schichtdickenbereich beträgt 5 bis 1000 µm , die Winkelunabhängigkeit liegt bei ±50° (nicht eingebrannter Epoxy-Pulverlack). Es ist abstandsunabhängig von 9 bis 22cm (nicht eingebrannter Epoxy-Pulverlack). Weitere Eigenschaften: Messfleck 2 mm², Messzeit 0,05 bis 2 s, Wiederholgenauigkeit u003C1% (20 µm dunkler Acryl auf Al).
Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), Winterthur/Schweiz, www.icp.zhaw.ch
Halle 1 Stand 1712
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