Spektrale Thermografie

Es handelt sich hierbei um eine neue thermografische Methode zur Charakterisierung von (semitransparenten) Dünnschichten, die auf der Auswertung der thermischen Abstrahlung (Emissivität) basiert und bei Temperaturen >400°C (Metallen) auch mittels herkömmlicher CCD Kameratechnik realisiert werden kann.
 
 
Die Beschichtung von Metallen mit dünnen Schichten hat in den letzten Jahren vielfältige industrielle Anwendung gefunden (z.B. um tribologische bzw. korrosive Eigenschaften zu verbessern oder auch um den Farbeindruck von Metalloberflächen zu verändern). Die Prozessüberwachung dieser industriellen Beschichtungsvorgänge stellt nach wie vor eine besondere Herausforderung dar. So konnte gezeigt werden, dass sich Nahinfrarot‐Pyrometrie bzw. Thermografie als geeignete Messtechniken in diesem Zusammenhang eignen. Hierbei werden Interferenz‐Effekte während des Schichtwachstums genutzt, die sich als zeitlich variierende Emissivitäts‐Signale äußern. Es lässt sich nun aus diesen Signalvariationen der komplexe Brechungsindex der Schicht bestimmen, ohne explizites Wissen über die optischen Konstanten des verwendeten Substrats. Durch den Einsatz von Standard‐CCD‐Kameratechnik kann diese Information nicht nur punktuell sondern auch flächenhaft (bildgebend) gewonnen werden. Die ermittelten optischen Konstanten der Dünnschicht und deren zeitliche Entwicklung lassen Rückschlüsse auf die Materialstruktur zu und werden derzeit für die Untersuchung von Oberflächenschichten bei Wärmebehandlungsprozessen optimiert. In einem weiteren Schritt ermöglicht diese Methode auch die Analyse des Wachstumsverhaltens von Schichten im sub‐μm‐ Bereich.