Quantitative zerstörungsfreie Bestimmung der Haftfestigkeit von adhäsiven Verbindungen
Durch adhäsive Verbindungen, wie z.B. Klebungen oder Beschichtungen, können in der modernen industriellen Produktion die spezifischen funktionellen Eigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe optimal genutzt werden. Der Einsatzbereich reicht dabei von der Mikroelektronik bis hin zur Fahrzeugtechnik und Luftfahrt. Allerdings fehlen nach wie vor industriell einsetzbare Verfahren, um die Festigkeit adhäsiver Verbindungen zerstörungsfrei zu prüfen. Mittels der gängigen Ultraschallverfahren, sowie der thermischen, röntgenographischen und optisch-holographischen Verfahren ist es möglich Delaminationen zu detektieren. Jedoch erlauben es diese Verfahren nicht, quantitative Aussagen über Haftfestigkeiten im technisch interessanten Bereich zu treffen. Da die Haftung durch die elastischen Eigenschaften des Materials zumindest teilweise mitbestimmt wird, bieten Ultraschallverfahren prinzipiell die Möglichkeit die Qualität der Haftung zu beurteilen. Dem von uns neuentwickelten Verfahren liegt zugrunde, daß die Haftfestigkeit von Materialverbunden durch die Rückstellkräfte der verbundenen Werkstoffe, sowie deren Grenzflächen beschrieben wird. Das Maximum der Rückstellkraft ist die Haftkraft. Die Übertragung einer elastischen Störung wie der Ultraschallwelle erfolgt durch eine Verschiebung der Atom- bzw. Molekülabstände, d.h. die Übertragung der elastischen Welle ist mit den Haftkräften korreliert. Es wird ausgenutzt, daß für genügend große Ultraschallamplituden die Rückstellkraft von Bereichen geringer Haftung vom linearen Verlauf abweicht, resultierend in einer Verzerrung der Ultraschallwelle. im Frequenzspektrum der Ultraschallwelle treten dann neben der Grundfrequenz der Ultraschallwelle Oberwellen, insbesondere mit der zwei- und dreifachen Anregungsfrequenz auf. Je schlechter die Haftung des Materialverbundes, um so stärker die Verzerrung der Ultraschallwelle. Theoretische Berechnungen zeigen, daß der Grad der Verzerrung als Maß für die Qualität der Haftung herangezogen werden kann. Das Potential dieser Meßtechnik konnte an mehreren praxisorientierten Beispielen aus den Bereichen Kleben, Beschichten und Verbundwerkstoffe demonstriert werden. Die zerstörungsfrei ermittelten Meßgrößen korrelierten mit den mechanisch gemessenen Haftfestigkeiten.
Autor:
S. Faßbender, W Arnold, Saarbrücken Quelle:
Kurzfassungen der Vorträge und Plakatbeiträge der ZfP Jahrestagung 1996.
Hier der Bericht über die Jahrestagung or Conference Report in English.
Volltext-Bezugsquelle: DGZfP Berlin Email: 100335,3315@compuserve.com
Sprache:Deutsch
Rolf Diederichs 1. Juni 1996, info@ndt.net