Impedanztomografie an plattierten Blechen

Abstract

Bei dem Plattierverfahren werden Bleche mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften zu einem Verbund zusammengebracht, um die anwendungsspezifisch sinnvollsten Charakteristiken miteinander zu vereinen. Zur Sicherung der Qualität des neuen Produkts ist es notwendig Haftungsfehler zwischen den Materialschichten zu detektieren und die Schichtdicken der einzelnen Lagen zu ermitteln. Zu diesem Zweck werden zunächst die etablierten Verfahren zur Schichtdickenbestimmung und der Fehlerprüfung an homogenen Blechen miteinander verglichen und auf Arbeiten an Plattierungen verwiesen. Basierend auf den Erkenntnissen und Erfahrungen an nicht-metallischen Werkstoffkombinationen wird ein eigener Ansatz angestrebt, der darauf beruht die elektromagnetischen Wechselwirkungen der Metalle in den verschiedenen Schichten zu untersuchen, um daraus Rückschlüsse auf die innere Struktur des Werkstoffs zu ziehen. Dazu wird der Werkstoff mit Gleich- bzw. Wechselstrom gespeist und die elektromagnetischen Kenngrößen, wie das elektrische Potential oder das magnetische Feld, an der Oberfläche des Blechs untersucht. An den berechneten Ergebnissen wird herausgestellt, dass die Problemstellung der Fehlerfindung und die der Schichtdickenbestimmung prinzipiell unterschiedliche Ausgangsbedingungen erfordern, damit ein optimales Messergebnis erreicht werden kann. Zu beiden Problemstellungen werden die Möglichkeiten eines Messverfahrens erörtert. So lassen sich Haftungsfehler über ein Potentialmessverfahren ermitteln, das jedoch aufgrund der geringen Messspannungen und der Fehleranfälligkeit Laborbedingungen erforderlich macht. Die Schichtdicken eines plattierten Blechs lassen sich über die Frequenzabhängigkeit des oberflächennahen Magnetfeldes im Sinne eines impedanzspektroskopischen Verfahrens ermitteln. Der errechnete Verlauf des magnetischen Feldes an der Oberfläche wurde durch Messergebnisse an einem Prüfstand verifiziert. Dieser Ansatz stellt damit im Einzelfall ein zusätzliches, zerstörungsfreies Prüfverfahren für den Laboreinsatz dar.