Qualitätsprüfung mittels Wirbelstromverfahren

Ver­fah­ren

Das Wir­bel­strom­ver­fah­ren ist ein zer­stö­rungs­frei­es Prüf­ver­fah­ren (zfP), wel­ches ins­be­son­de­re für die Prü­fung von Dünn- und Rand­schich­ten ge­eig­net ist. Das Wir­bel­strom­ver­fah­ren wird in der klas­si­schen zer­stö­rungs­frei­en Prü­fung ins­be­son­de­re für Riss­prü­fung und Ma­te­ri­al­sor­tie­rung ver­wen­det. Es gibt je­doch vie­le wei­te­re An­wen­dungs­ge­bie­te

• Schicht­wi­der­standsmes­sung von Dünn­schich­ten
• Schicht­di­ckenmes­sung von Dünn­schich­ten
• Car­bon­fa­serprü­fung
• Riss­prü­fung in Me­tal­len
• Leit­fä­hig­keits­prü­fung von Me­tal­len, Le­gie­run­gen und leit­fä­hi­gen Ke­ra­mi­ken

in de­nen hoch­sen­si­ti­ve und orts­auf­ge­lös­te Leit­fä­hig­keits­ana­ly­sen zur Lö­sung ver­schie­dens­ter Prüf­auf­ga­ben bei­tra­gen kön­nen.

Ei­gen­schaf­ten des Ver­fah­rens

• Be­rüh­rungs­lo­se und zer­stö­rungs­freie Lö­sun­gen
• Ex­trem schnell
• Gut au­to­ma­ti­sier­bar
• Sehr ho­he Sen­si­ti­vi­tät

Ver­fah­rens­va­ria­tio­nen

• Im­pe­danz-Spek­tro­sko­pie (vgl. Fraun­ho­fer)
• Mehr­fre­quenzwir­bel­strom
• Im­puls­wir­bel­strom
• Fre­quenzswee­p­ana­ly­sen

Eindringtiefe

Die Eindringtiefe der Wirbelströme in das Prüfgut ist abhängig von der Frequenz, der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Permeabilität der Probe. Diese Eindringtiefe nimmt mit zunehmender Frequenz und zunehmender Leitfähigkeit ab. Die Tiefe, in der die Wirbelstromdichte auf 1/e bzw. etwa 37 % der Wirbelstromdichte an der Oberfläche fällt, wird als Standard-Eindringtiefe (d oder 1d) bezeichnet. Sie ist in vielen Fällen das Kriterium einer idealen Messung.

Bei der drei­fa­chen Stan­dard-Ein­dring­tie­fe (3d) be­trägt die Wir­bel­strom­dich­te et­wa 5 % der Wir­bel­strom­dich­te an der Ober­flä­che. Mit­tels der Aus­wahl ei­ner ge­eig­ne­ten Fre­quenz kann die Ein­dring­tie­fe auf die vor­lie­gen­den Ma­te­ri­a­lei­gen­schaf­ten an­ge­passt wer­den. Die Fre­quenz be­ein­flusst zu­dem we­sent­lich die Si­gnal­am­pli­tu­de (dt), so­dass sehr klei­ne Ef­fek­te und De­fek­te mit ho­hen Fre­quen­zen ein­fa­cher de­tek­tier­bar sind. SU­RA­GUS Lö­sun­gen nut­zen je nach An­wen­dung ein Fre­quen­zen zwi­schen 10k­Hz und 100 MHz, wo­durch op­ti­ma­le auf­ga­ben­spe­zi­fi­sche Lö­sun­gen er­mög­licht wer­den.

Charakterisierung von verborgenen Schichten

Einer der größten Vorteile des Wirbelstromverfahrens im Vergleich zum Vierpunktverfahren ist die Möglichkeit, verborgene Schichten zu messen. Eine verborgene Schicht ist eine Schicht, die unter einer anderen liegt und daher nicht von außen zugänglich ist. Dies ist aufgrund der Eigenschaft des Wirbelstromverfahrens möglich, das keinen direkten Kontakt zur untersuchenden Schicht benötigt. Es funktioniert sogar bei einem Abstand von mehreren Millimetern zur Schicht oder zum untersuchten Material sehr effektiv.

Beispielsweise könnte auf einem nicht-leitenden Substrat eine elektrisch leitende Schicht unter einer Isolierschicht aufgetragen sein. In solchen Fällen kann das Wirbelstromverfahren die leitfähige Schicht allein charakterisieren. Es ist sogar möglich, verschiedene leitfähige Schichten voneinander zu trennen, solange ihre Leitfähigkeiten sich deutlich unterscheiden. Für eine genaue Beurteilung, ob Ihr spezieller Anwendungsfall gemessen werden kann, wenden Sie sich bitte an unser Team.