EP4698885A1 - Verfahren und system zur prüfung der schichthaftung einer beschichtung - Google Patents

Verfahren und system zur prüfung der schichthaftung einer beschichtung

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EP4698885A1
EP4698885A1 EP24722462.9A EP24722462A EP4698885A1 EP 4698885 A1 EP4698885 A1 EP 4698885A1 EP 24722462 A EP24722462 A EP 24722462A EP 4698885 A1 EP4698885 A1 EP 4698885A1
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Golta Khatibi
Thomas Walter
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Technische Universitaet Wien
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Abstract

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Prüfen der Schichthaftung einer Beschichtung eines Materialprobenkörpers beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren folgendes: das Kontaktieren des beschichteten Materialprobenkörpers mit einer Sonotrode, wobei die Sonotrode ein Koppelelement mit einer ebenen Kontaktfläche umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers berührt; das Anregen einer Biegeschwingung des Materialprobenkörpers, indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei aufgrund der Biegeschwingung in der Ebene der Kontaktfläche eine Reibkraft zwischen dem Koppelelement und dem Materialprobenkörper wirkt; und die Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR PRÜFUNG DER SCHICHTHAFTUNG
EINER BESCHICHTUNG
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die hier beschriebene Erfindung betrifft das Gebiet der Materialprüfung, insbesondre ein Verfahren zur Prüfung der Haftung einer Beschichtung eines beschichteten Materialprobenkörpers.
HINTERGRUND
[0002] Die Haltbarkeit beschichteter Teile hängt stark von den Grenzflächenhaftungseigenschaften (interfacial adhesion properties) der Beschichtung (coating) auf dem Substrat ab. Die Entklebung (debonding) / Delamination an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Beschichtung wurde als potenzielle Versagensursache bei solchen Systemen erkannt. Die Festigkeit der Grenzfläche kann durch eine Vielzahl von qualitativen und quantitativen Prüfverfahren auf der Grundlage einschlägiger Normen bewertet werden.
[0003] Die Qualität von Beschichtungen auf Metallen wird in der Regel durch Kratz- und Abriebtests (scratch and abrasion tests) bewertet, mit denen qualitative Informationen über die Schichthaftung (layer adhesion) gewonnen werden können. Bei diesen Prüfungen wird die Oberfläche der Beschichtung beschädigt, und die Haftfestigkeit (adhesion strength) wird z.B. aus der dadurch verursachten Ablösung der Beschichtung ermittelt. Derartige Methoden können zwar zur Bewertung der Schichthaftung verwendet werden, liefern jedoch keine quantitativen Messungen der Haftfestigkeit.
[0004] Mikro-Eindringtests (micro-indentation tests) erlauben auch eine qualitative Einschätzung der Haftfestigkeit, indem die bei der Eindringung entstandenen Risse optisch ausgewertet werden. Die quantitative Kratzfestigkeitsprüfung mit einem Diamanteindringkörper (diamond intenter) ist eine gängige Methode, die in der Produktion sowie in der Forschung eingesetzt wird. Bei einem Kratztest bewegt sich eine Rockwell-Diamantspitze mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche eines beschichteten Substrats. Die Spitze verursacht Spannungen an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Substrat, was zu einer Delamination der Beschichtung führt. Der Beginn der Delamination und die kritische Belastung lassen sich durch Beobachtung der Reibungsveränderungen, Betrachtung der Probe mit dem Lichtmikroskop und Messung der Kratzertiefen (z. B. mit einem Rasterkraftmikroskop) feststellen. Die Reaktion der Beschichtung auf eine Kratzbelastung ist jedoch nur die Reaktion eines Systems auf eine konkret angewandte Testbedingung. Daher liefern solche Tests keinen definierten physikalische Wert für die Haftfestigkeit.
[0005] Eine quantitative Messung und Bewertung der Grenzflächenhaftung oder Delamination kann auch mit statischen oder quasi statischen Prüfverfahren erfolgen. Diese auf den Grundsätzen der Bruchmechanik basierenden Tests liefern Informationen über das Wachstum eines Risses in einem (z.B. zwei- oder mehrschichtigen) Material, das einer quasistatischen Belastung ausgesetzt ist, und können zur Messung der (verwandten) Parameter Spannungsintensitätsfaktor (stress intensity factor) und Freisetzungsrate der Dehnungsenergie (strain energy release rate) verwendet werden. Zu den gebräuchlichen Verfahren gehören Tests am doppelt freitragenden Balken (double-cantilevered beam, DCB), die ENF-Tests (end-notched flexure tests) und Vierpunktbiegetests (four-point bending, 4PB). Je nach Art der Delaminationsprüfung und der gewünschten Belastungsart werden vorgekerbte Proben mit definierten Geometrien verwendet.
[0006] Während die durch quasistatische Prüfungen erhaltenen Werte nützlich und wichtig für die Bewertung der Haftfestigkeit sind, spiegeln diese Charakterisierungsmethoden nicht die zyklischen Belastungsbedingungen wider, die zu einem Versagen der Schichtstrukturen unter Betriebsbedingungen führen können. In diesem Fall sind Delaminations- Ermüdungsversuche erforderlich, um die Reaktion der mehrschichtigen Strukturen bei zyklischer Belastung besser zu verstehen.
[0007] Eine der hier beschriebenen Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Prüfverfahren für beschichteten Materialproben zu beschreiben, das eine schnelle Prüfung und quantitative Bewertung der Schichthaftung ermöglicht.
ZUSAMMENFASSUNG
[0008] Die oben genannte Aufgabe wird durch die Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 15 sowie mit den Vorrichtungen gemäß den Ansprüchen 13 und 14 gelöst. Unterschiedliche Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. [0009] Im Folgenden wird ein Verfahren zum Prüfen der Schichthaftung einer Beschichtung eines Materialprobenkörpers beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das das Verfahren folgendes: das Kontaktieren des beschichteten Materialprobenkörpers mit einer Sonotrode, wobei die Sonotrode ein Koppelelement mit einer ebenen Kontaktfläche umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers berührt; das Anregen einer Biegeschwingung des Materialprobenkörpers, indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei aufgrund der Biegeschwingung in der Ebene der Kontaktfläche eine Reibkraft zwischen dem Koppelelement und dem Materialprobenkörper wirkt; und die Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung.
[0010] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren das Kontaktieren des beschichteten Materialprobenkörpers mit einer Sonotrode, wobei die Sonotrode ein Koppelelement umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers berührt; das Anregen einer Biegeschwingung des Materialprobenkörpers, indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei der Materialprobenkörper gelagert ist und ein Lager eine Kontaktfläche aufweist, auf der der Materialprobenkörper aufliegt, sodass in der Ebene der Kontaktfläche eine Reibkraft zwischen dem Lager und der dem Materialprobenkörper wirkt; und die Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung.
[0011] Des weiteren werden Vorrichtungen beschrieben, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind.
KURZE BESCHREBIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von den in den Abbildungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Die Darstellungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgetreu und die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten Aspekte. Vielmehr wird Wert daraufgelegt, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien darzustellen. In den Abbildungen zeigt:
[0013] Figur 1 illustriert anhand einer schematischen Skizze einen exemplarischen Versuchsaufbau gemäß einem Ausführungsbeispiel zur zyklischen Reibbelastung einer Materialprobe. [0014] Figur 2 ist eine Draufsicht einer exemplarischen Materialprobe mit einer strukturierten Oberfläche.
[0015] Figur 3 ist eine Querschnittsdarstellung der Materialprobe aus Fig. 2, wobei verschiedene Schadensbilder dargestellt sind, die bei der Materialprüfung entstehen können.
[0016] Figuren 4-6 sind exemplarischen Rasterelektronenmikroskopaufnahmen einer Materialprobe nach einer unterschiedlichen Anzahl von Belastungszyklen.
[0017] Figur 7 zeigt einen Versuchsaufbau gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
[0018] Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zur Prüfung der Schichthaftung von beschichteter Materialproben dar, wobei die Materialprobenkörper einer Wechselbiegebelastung mit einer der Biegebewegung überlagerten Reibkomponente unterworden werden. Die Wechselbiegebelastung kann hochfrequent sein (z.B. im Ultraschallbereich von 20 kHz und darüber). In manchen Ausführungsbeispielen erfolgt die (Transversal-) Anregung der Materialprobe an oder in der Nähe einer Resonanzfrequenz der Materialprobe
[0019] Prüfsysteme gemäß den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen erlauben (quasi-) statische und dynamische Belastungen in Kombination mit Druck und Reibung aufzubringen. Je nach Wahl der Zyklenzahl und/oder der Belastungsamplitude können die Beschichtungen Schädigungen in Form von (Mikro-) Rissbildungen, Absplitterungen und vollflächiger Delamination aufweisen. Die Bauteile (Materialproben) können aus einem Substrat und einer ein- oder mehrlagigen Beschichtung bestehen. Die Dicke der Beschichtung kann zwischen einigen Nanometern bis zu mehreren 100 Mikrometern betragen. In einer praktischen Anwendung beträgt die Schichtdicke zwischen l.und 10 pm. Das hier beschriebene Konzept erlaubt Untersuchungen sowohl an durchgehenden sowie insbesondere an strukturierten Beschichtungen bzw. an planen und profilierten Substraten.
[0020] Fig. 1 illustriert anhand einer schematischen Skizze einen exemplarischen Versuchsaufbau gemäß einem Ausführungsbeispiel zur zyklischen Reibbelastung einer Materialprobe. Der Materialprobenkörper 10 ist eine Platte mit strukturierter Oberfläche. Die Oberfläche des Materialprobenkörpers 10 weist erhabene Strukturen auf, wie sie beispielsweise für Druckplatten oder andere beschichtete Bauteile wie Wälzlager üblich sind. Die strukturierte Oberfläche der Platte ist beschichtet. In dem dargestellten Beispiel ist der Materialprobenkörper 10 an zwei Stellen gelagert (Lagerstellen 11 und 12), sodass der Materialprobenkörper 10 bei einer Anregung senkrecht zur Plattenebene eine Biegeschwingung durchführen kann.
[0021] Die Anregung erfolgt durch eine Sonotrode. Diese umfasst einen Ultraschall- Transducer 21, einen mechanischen Wandler 22 und ein Koppelelement 23. Das Koppelelement 23 weist eine ebene Kontaktfläche A auf, mit der die Sonotrode die strukturierte Oberfläche des Probenkörpers 10 bei der Durchführung der Materialprüfung berührt. Der Probenkörper 10 wird zum Schwingen angeregt, indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, die auf den Probenkörper 10 übertragen wird. Dadurch wird eine Biegeschwingung des Probenkörpers angeregt. Aufgrund dieser Biegeschwingung und wegen der flachen Ausgestaltung der Kontaktfläche A wirkt in der Ebene der Kontaktfläche A eine Reibkraft zwischen dem Koppel element 23 und dem Probenkörper 10.
[0022] In einem Ausführungsbeispiel weist das Koppelelement 23 ein Element auf, das die Form eines abgeflachten Kugelsegments hat. In diesem Fall wird die Kontaktfläche A durch den kreisförmigen, abgeflachten Teil des Kugelsegments gebildet (siehe Fig. 1 und 2, Durchmesser d). Alternativ kann das Koppelelement 23 auch ein zylindrisches Element aufweist, wobei die Kontaktfläche durch die kreisförmige Stirnfläche des Zylinders gebildet wird. Es versteht sich, dass die Kontaktfläche nicht notwendigerweise kreisrund sein muss, auch wenn dies für eine symmetrische Belastung des Probenkörpers vorteilhaft sein mag.
[0023] Die Reibung belastet die Beschichtung des Probenkörpers 10. Nach einer vorgebbaren Anzahl von Schwingungszyklen (z.B. 106 bis 107 Zyklen) kann die Oberfläche des Probenkörpers 10 zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung 11 untersucht werden. Dazu kann der Probenkörper optisch (d.h. bildgebend) inspiziert werden (z.B. unter einem Mikroskop oder auch unter einem Elektronenmikroskop), und das Ausmaß der Schädigung kann (qualitativ und quantitativ) charakterisiert werden. Zur Quantifizierung der Schädigung der Beschichtung können ein oder mehrere Kenngrößen ermittelt werden. Beispielsweise kann die Länge der aller beobachteten Risse in der Beschichtung des Probenkörpers 10 ermittelt werden. Eine sinnvolle Kenngröße zur Charakterisierung der Schädigung der Oberfläche ist in diesem Fall die Risslänge pro Flächeneinheit. Auch andere Kenngrößen/Parameter wie z.B. eine (mittlere oder maximale) Rissbreite sowie die Fläche von Absplitterungen der Beschichtung können ermittelt werden, um die Schädigung der Beschichtung zu quantifizieren.
[0024] Fig. 2 ist eine Draufsicht einer exemplarischen Materialprobe mit einer strukturierten Oberfläche. In dem dargestellten Beispiel weist die Oberfläche des Probenkörpers 10 eine regelmäßige Struktur auf, nämlich regelmäßig (äquidistant) angeordnete Erhebungen (Strukturelemente 100) mit quadratischer Grundfläche. Es versteht sich, dass dies nicht notwendigerweise der Falls sein muss. Die Oberflächenstruktur kann beliebig sein und muss weder aus regelmäßig angeordneten Strukturelemente bestehen noch eine bestimmte Form aufweisen. Unabhängig von der Form und der Anordnung der Oberflächenstrukturelemente kann man in der Praxis jedoch eine mittlere Strukturgröße a angeben. In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel entspricht die Strukturgröße dem Abstand zwischen zwei benachbarten, quadratischen, Strukturelementen.
[0025] Die Ausdehnung der Kontaktfläche A des Koppelelements 23 sollte größer sein als die mittlere Strukturgröße a der Strukturen auf der Oberfläche des Probenkörpers 10. Im Falle einer kreisrunden Kontaktfläche A bedeutet das, dass der Durchmesser d der Kontaktfläche größer ist als die mittlere Strukturgröße, insbesondere größer als das doppelte der mittleren Strukturgröße. In den hier abgebildeten Ausführungsbeispielen ist die Fläche A mindestens so groß, dass mehrere Strukturelemente 100 abgedeckt werden. In einem Ausführungsbeispiel ist der Probenkörper aus Messing und die mittlere Strukturgröße a liegt im Bereich von 50-150 pm. Die Höhe der Strukturelemente 100 kann beispielsweise 20-60 pm betragen. Die Beschichtung (z.B. eine Hartschicht) kann eine wenige Mikrometer dick sein (z.B. 3-5pm).
[0026] In einem Ausführungsbeispiel führt die Sonotrode eine resonante Longitudinalschwingung mit einer Amplitude im Bereich von 5-15 pm durch, wobei die Sonotrode eine mittlere Kraft im Bereich von 5-20 Newton auf die Oberfläche des Materialprobenkörpers 10 ausüben kann. Die Sonotrode kann so ausgelegt werden, dass bei der Biegeschwingung ausschließlich elastische Dehnungen auftreten (keine plastische Verformung), wobei je nach Material kleinere plastische Verformungen nicht ausgeschlossen werden können. [0027] Fig. 3 illustriert beispielhaft mögliche Schädigungen der Beschichtung 101 des Probenkörpers 10. Fig. 3 ist ein nicht maßstabsgetreuer Querschnitt durch die Strukturelemente 100 aus Fig. 2. Als Folge der wechselnden Reibbelastung kann es zu Delamination der Beschichtung kommen (also die Beschichtung löst sich lokal von dem darunter liegenden Material), zu Abplatzungen (d.h. ein Teil der Beschichtung bricht ab), sowie zur Bildung von Rissen. Insbesondere die Rissbildung ist in der Praxis von Interesse. Diese kann wie erwähnt quantifiziert werden, indem man beispielsweise abhängig von der Zyklenzahl die Summe der Risslängen pro Flächeneinheit bestimmt.
[0028] Fig. 4, 5 und 6 zeigen Mikroskopaufnahmen der Oberfläche eines Probenkörpers nach einer Million (siehe Fig. 4), fünf Millionen (siehe Fig. 5) und zehn Millionen (siehe Fig. 6) Zyklen einer Reibwechselbelastung des Probenkörpers, die mit der Vorrichtung aus Fig. 1 erzeugt werden kann. Auf den Mikroskopaufnahmen ist die Oberfläche eines einzelnen Strukturelements 100 dargestellt. Man erkennt auf den ersten Blick, dass mit der Zyklenzahl die Zahl der Risse und folglich die aufsummierte Risslänge ansteigt. Auch die maximale Weite der Risse wird mit zunehmender Zyklenzahl größer.
[0029] Fig. 7 zeigt eine Alternative zu dem Versuchsaufbau aus Fig. 1. Der Versuchsaufbau ist sehr ähnlich wie in Fig. 1. Wie in Fig. 1 wird ein Materialprobenkörper 10 mit einer Sonotrode (Transducer 21, Wandler 22 und Koppelelement 23) zum Schwingen angeregt, wobei die Sonotrode eine resonante Longitudinalschwingung durchführt und eine Biegeschwingung des Materialprobenkörpers 10 anregt. Anders als in Fig. 1 ist der Materialprobenkörper 10 umgedreht, d.h. das Koppel element 23 berührt die Unterseite des Materialprobenkörpers 10 und die beschichtete, strukturierte Oberseite ist die der Sonotrode abgewandte Seite.
[0030] Wie in Fig. 1 ist der Materialprobenkörper 10 an zwei Stellen gelagert (Lagerstellen 11 und 12), sodass der Materialprobenkörper 10 bei einer Anregung senkrecht zur Plattenebene eine Biegeschwingung durchführen kann. Mindestens eine der Lagerstellen (in Fig. 7 die Lagerstelle 12) wird durch eine flache Auflagefläche A gebildet (Außenabmessung d), die sich über mehrere Strukturelemente 100 hinweg erstreckt. Durch die Biegeschwingung wirkt in der ebenen Kontaktfläche A zwischen der beschichteten Oberfläche des Materialprobenkörpers 10 und dem Bauelement 13, eine Reibkraftwechselbelastung, ähnlich wie es in Fig. 1 in der Kontaktfläche A des Koppelelements 23 der Fall ist. [0031] Anders als in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel muss bei der Variante gemäß Fig.
7, das Koppelelement 23 keine abgeflachte Kontaktfläche aufweisen. In dem Beispiel gemäß Fig. 7 weist das Koppelelement 23 eine halbkugelförmige Ausbuchtung auf, die (aufgrund der Kugelform) den Materialprobenkörper 10 - theoretisch - nur an einem Punkt berührt. Somit wird die Kontaktstelle zwischen Koppel element 23 und Probenkörper 10 möglichst nicht durch Reibung belastet. Eine Reibkraftwechselbelastung des Probenkörpers entsteht vielmehr in der Auflagefläche A des Auflagers 13. Nach einer bestimmten Anzahl von Schwingungszyklen kann das Schadensbild wie weiter oben bereits erläutert untersucht und die Schädigung der Beschichtung quantifiziert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ein Verfahren zum Prüfen der Schichthaftung einer Beschichtung (11) auf einem Materialprobenkörper (10); das Verfahren weist auf
Kontaktieren des beschichteten Materialprobenkörpers (10) mit einer Sonotrode, wobei die Sonotrode ein Koppelelement (23) mit einer ebenen Kontaktfläche (A) umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers (10) berührt;
Anregen einer Biegeschwingung des Materialprobenkörpers (10), indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei aufgrund der Biegeschwingung in der Ebene der Kontaktfläche eine Reibkraft zwischen dem Koppelelement (23) und dem Materialprobenkörper (10) wirkt;
Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung (11).
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) erhabene Strukturelemente (100) aufweist und, wobei die Ausdehnung der Kontaktfläche (A) des Koppelelements (23) größer ist als eine mittlere Strukturgröße (a) der Strukturen auf der Oberfläche des Probenkörpers (10).
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) erhabene Strukturelemente (100) mit einer mittleren Strukturgröße von im Bereich von 50-150pm aufweist.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) erhabene Strukturelemente (100) aufweist und, wobei die Ausdehnung der Kontaktfläche (A) des Koppelelements (23) so groß ist, dass mehrere Strukturelemente (100) von der Kontaktfläche (A) abgedeckt werden.
5. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sonotrode eine resonante Schwingung mit einer Amplitude durchführt, die klein genug ist, dass im Materialprobenkörpers (10) keine plastischen Verformungen auftreten.
6. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sonotrode eine resonante Schwingung mit einer Amplitude im Bereich von 5-15 pm durchführt, und/oder wobei die Sonotrode eine mittlere Kraft im Bereich von 5-20 Newton auf die Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) ausübt.
7. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Beschichtung (11) des Materialprobenkörpers (10) rund 1-10 pm dick ist.
8. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Koppelelement (23) ein Element aufweist, das die Form eines abgeflachten Kugelsegments hat und die Kontaktfläche (A) durch den kreisförmigen, abgeflachten Teil des Kugelsegments gebildet wird.
9. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Koppelelement (23) ein zylindrisches Element aufweist, und die Kontaktfläche (A) durch die kreisförmige Stirnfläche des Zylinders gebildet wird.
10. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) folgendes umfasst: bildgebende Inspektion des Materialprobenkörpers (10) nach einer bestimmten Anzahl von Schwingungszyklen und Ermitteln mindestens einer Kenngröße zur Charakterisierung der Schädigung der Oberfläche des Materialprobenkörpers (10).
11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Kenngröße zur Charakterisierung der Schädigung der Oberfläche eine Risslänge pro Flächeneinheit ist, und/oder wobei die Kenngröße zur Charakterisierung der Schädigung der Oberfläche eine mittlere oder maximale Rissweite ist, und/oder wobei die Kenngröße zur Charakterisierung der Schädigung der Oberfläche eine Fläche von Abplatzungen repräsentiert.
12. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Materialprobenkörper (10) eine beschichtete Platte, insbesondere eine Druckplatte ist.
13. Eine Vorrichtung zur Materialprüfung, die folgendes aufweist: einen Materialprobenkörpers (10) mit einer strukturierten, beschichteten Oberfläche, eine Sonotrode, die ein Koppelelement (23) mit einer ebenen Kontaktfläche (A) umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers (10) berührt; wobei der Materialprobenkörper (10) so gelagert ist, dass er eine Biegeschwingung durchführen kann, wenn die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, sodass in der Ebene der Kontaktfläche (A) eine Reibkraft zwischen dem Koppelelement (23) und dem Materialprobenkörper (10) wirkt.
14. Eine Vorrichtung zur Materialprüfung, die folgendes aufweist: einen Materialprobenkörpers (10) mit einer strukturierten, beschichteten Oberfläche, eine Sonotrode, die ein Koppelelement (23) welche eine Oberfläche des Probenkörpers (10) berührt; wobei der Materialprobenkörper (10) so gelagert ist, dass er eine Biegeschwingung durchführen kann, wenn die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei ein Lager (13) eine Kontaktfläche (A) aufweist, auf der der Materialprobenkörper aufliegt, sodass in der Ebene der Kontaktfläche eine Reibkraft zwischen dem Lager (13) und der dem Materialprobenkörper (10) wirkt.
15. Ein Verfahren zum Prüfen der Schichthaftung einer Beschichtung (11) auf einem Materialprobenkörper (10); das Verfahren weist auf:
Kontaktieren des beschichteten Materialprobenkörpers (10) mit einer Sonotrode, wobei die Sonotrode ein Koppelelement (23) umfasst, welche eine Oberfläche des Probenkörpers (10) berührt;
Anregen einer Biegeschwingung des Materialprobenkörpers (10), indem die Sonotrode eine Longitudinalschwingung durchführt, wobei der Materialprobenkörper (10) gelagert ist und ein Lager (13) eine Kontaktfläche (A) aufweist, auf der der Materialprobenkörper aufliegt, sodass in der Ebene der Kontaktfläche (A) eine Reibkraft zwischen dem Lager (13) und der dem Materialprobenkörper (10) wirkt; und
Untersuchung der Oberfläche des Materialprobenkörpers (10) zur Ermittlung des Ausmaßes der Schädigung der Beschichtung (11).
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