Mikromagnetische Werkstoffcharakterisierung nach dem Potential-Sondenprinzip
H. Rösner, N. Meyendorf, P. Banjan, IZFP Saarbrücken; H. Blumenauer, F. Michel, Universität Magdeburg
ABSTRACT
Mikromagnetische Verfahren sind zur zerstörungsfreien Werkstoffcharakterisierung ferromagnetischer Werkstoffe bereits fest etabliert. Zunehmend werden sie auch zur Charakterisierung dünner ferromagnetischer Schichten im Bereich der Mikroelektronik und Datenspeichertechnik interessant. Ein grundlegender Nachteil ist das Erfordernis sowohl eine Magnetisierungseinrichtung als auch eine Sensorik an das Prüfteil heranzuführen.
Bei Potentialsondenexperimenten während bruchmechanischer Versuche wurde entdeckt, daß bei Gleichstrom-Anregung dem Meßsignal hochfrequente Rauschsignale überlagert sind. Diese wurden auf magnetische Umordnungsprozesse infolge mechanischer Belastung zurückgeführt. Diese Ergebnisse waren Ausgangspunkt für Überlegungen, daß auch eine magnetische Anregung beispielsweise bei der Stromdurchflutung mit Wechselstrom zu einem entsprechenden Rauschsignal führen mußte. Dieses Rauschsignal ließ sich tatsächlich an Drähten sowie Blechen nachweisen. Hierbei wird das Bauteil mit zwei Elektroden kontaktiert und von einem Wechselstrom durchflossen. An einer beliebigen Stelle innerhalb des Stromkreises kann ein Potential abgegriffen werden, daß ein hochfrequentes Rauschsignal enthält. Dieses entspricht in etwa dem bekannten Barkhausenrauschen, zeigt jedoch andere werkstoffspezifische Charakteristika. Überraschend ist der Fakt, daß dieses Signal auch auf Äquipotentiallinien des Prüfobjektes abgegriffen werden kann. Es handelt sich hierbei um eine integrale Messung, die die Werkstoffeigenschaften eines durchströmten Volumens erfaßt. Dieses als elektromagnetisches Potentialrauschen bezeichnete Meßprinzip wurde patentiert. Ergebnisse verschiedener Prüfanordnungen sowie mögliche Einsatzfälle werden im Beitrag diskutiert.
