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Härte von Nanobeschichtungen auf Brillengläsern

Messung der Härte von Nanobeschichtungen auf Brillengläsern | Kratzfestigkeit

Ob zum Schutz der Augen oder zur Sehkorrektur: Brillen mit Kunststoffgläsern werden wegen ihres deutlich geringeren Gewichts und ihrer besseren Bruchfestigkeit gegenüber Glas bevorzugt. Um die geforderte lebenslange Qualität solcher Gläser zu gewährleisten, ist eine spezifische Kratzfestigkeit notwendig.

 

Härtemessung als Qualitätsprüfung für Brillengläser aus Kunststoff

Brillengläser aus Kunststoff werden heute üblicherweise mit einer kratzfesten, schmutzabweisenden und entspiegelten Oberfläche versehen. Sie werden im Vakuum durch ein Physical Vapour Deposition (PVD)-Verfahren mit bis zu 10 jeweils nur wenige Nanometer dicken Schutzschichten beschichtet, die zusammen für eine sehr hohe Kratzfestigkeit sorgen. Härte und Kratzfestigkeit dieser Schichten stehen in direktem Zusammenhang: Daher ist die Bestimmung der Härte eine geeignete Methode, um die Qualität dieser Schutzschichten zu quantifizieren.

Um eine Vermischung der Härteergebnisse der Beschichtungen mit denen der Grundwerkstoffe bei der Messung zu vermeiden, muss die Prüfkraft absolut minimal sein, bis hin zu wenigen Mikronewton: Der Eindringkörper darf nur bis zu einem Zehntel der Gesamttiefe der Beschichtung eindringen, um deren Härte korrekt zu bestimmen, ohne von den Eigenschaften des Substrats beeinflusst zu werden (Bückle-Regel).

Ein weiterer wichtiger Messparameter ist das Verhältnis von elastischer zu plastischer Verformung des Beschichtungsmaterials. Die Beschichtungen müssen einen sehr hohen elastischen Anteil haben, um eine Ablösung vom Grundmaterial bei Verformung zu verhindern. Daher werden mehrschichtige Schichtsysteme verwendet, die das Elastizitätsmodul vom Grundmaterial bis zur Deckschicht stufenweise einstellen. Diese Systeme haben auch wesentlich höhere Haftfestigkeiten im Vergleich zu einschichtigen Beschichtungen.

Um die Funktionalität dieser Schutzschichten zu sichern, ist es wichtig, die richtige Balance zwischen Härte und elastischem Verhalten zu finden.

PICODENTOR HM500
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Ihr Messgerät für die Härtemessung von Nanobeschichtungen auf Brillengläsern

Der PICODENTOR® HM500 ist ideal für die Messung der Härte und der elastischen Eigenschaften dieser komplexen, nanodünnen Mehrfachbeschichtungen. Dies erfordert ein Messsystem, das in der Lage ist, Belastungen bis zu wenigen Mikronewton zu erzeugen und eine hochpräzise Tiefenmessung im Pikometerbereich durchzuführen - genau der ausgelegte Arbeitsbereich des PICODENTOR®. Aus den gemessenen Last-Tiefen-Kurven kann dann die Härte berechnet werden. Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ihren lokalen Helmut Fischer Partner.

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