Dr. Frank Burmeister, Marvin Feuerhelm

Während eines Versuchs (siehe Hochdurchsatzscreening von dünnen Schichten – Teil 1) wurden kontinuierlich Bilder der Oberfläche aufgenommen (vgl. Abb. 1). Schädigungen der Schicht durch Ermüdungsrisse, Extrusions- und Porenformung zeigen sich in den Dunkelfeld-Aufnahmen links und rechts des Wöhlerkurven-Mappings als helle Punkte.

In einem Post-Processing-Schritt wird die Änderung des Grauwerts für 100 Bereiche gleicher Dehnungsamplitude bestimmt. Die Schädigung der dünnen Schicht führt zu einer kontinuierlichen Zunahme des Grauwerts. Ergebnis dieser Auswertung ist ein Wöhlerkurven-Mapping, in dem 50.000 bis 100.000 Messwerte eingetragen werden.

Abhängig vom Einsatzbereich der dünnen Schicht kann ein Versagenskriterium in Form einer Zunahme des Grauwerts festgelegt werden und damit eine Wöhlerkurve aus dem Wöhlerkurven-Mapping erstellt werden. Dieser Ansatz ermöglicht es, für verschiedene Einsatzbereiche der dünnen Schicht je eine Wöhlerkurve aus nur einem Ermüdungsversuch zu erzeugen. Dieser Versuchsaufbau ermöglicht es des Weiteren, bis zu 30 Biegebalken vollautomatisiert in kurzer Zeit zu untersuchen.

Damit lässt sich eine Vielzahl von Wöhlerkurven in einem Versuch aufnehmen und zeigen, nach welcher Zahl von Schwingungszyklen die Schicht bei welcher Dehnung versagt. Diese Ergebnisse sind farbcodiert in Abb. 1 aufgetragen. Neben der Ermüdungsfestigkeit von Schichten wären mit einer leichten Modifikation des Versuchsaufbaus auch Messungen anderer Schichteigenschaften möglich.

Aktuell wird an positionierbaren Maskierungsvorrichtungen zur bereichsweisen Beschichtung eines Kamms gearbeitet, so dass man auf den 30 Biegebalken Schichten mit unterschiedlichen Parametern abscheiden kann, um diese in kürzester Zeit vergleichsweise bewerten zu können. Beschichtern, aber auch Anwendern, wird so ein mächtiges Werkzeug zur Entwicklung und Bewertung funktionaler Schichten an die Hand gegeben.

nach oben