Zerstörungsfreie Charakterisierung mechanischer Eigenschaften von hartstoffpartikelhaltigen Passivierungsschichten auf galvanischen Zink- und Zinklegierungsschichten

Zur Verbesserung des Korrosionsschutzes spielen Passivierungsschichten auf galvanischen Zn- und ZnNi-Schichten eine wesentliche Rolle. Im Bereich der Automobilindustrie sowie der Elektrotechnik/Elektronik wurde durch entsprechende Richtlinien (EU-Altfahrzeugrichtlinie usw.), welche in deutsches Recht umgesetzt wurden, der Einsatz von hexavalentem Chrom in allen Fahrzeugbauteilen sowie vielen Elektro- und Elektronikgeraten verboten. Somit ist die Anwendung der durch sehr gute Korrosionsschutzeigenschaften gekennzeichneten Chrom(VI)-haltigen Gelb-, Schwarz-und Olivchromatierungen fur Zink- und Zinklegierungsschichten verboten bzw. stark eingeschrankt. Auf Grund des Cr(VI)-Verbotes werden heute vor allem Dickschichtpassivierungen eingesetzt. Ohne den fur Cr(VI)-haltige Schichten typischen Selbstheilungseffekt sind dieses Schichten wegen ihrer geringen Harte anfallig fur mechanische Verletzungen, so dass speziell bei Trommelware die geforderten Korrosionsschutzeigenschaften nur durch zusatzliche silikatische oder organische Topcoats erreicht werden konnen. Durch die Einlagerung von nanokristallinen Hartstoffpartikeln in die Passivierungsschicht kann die Verschleisbestandigkeit und hieruber durch die Vermeidung von Oberflachenverletzungen wahrend der Herstellung sowie des Bauteiltransports auch die Korrosionsbestandigkeit erhoht werden. Fur die Entwicklung und den praktischen Einsatz dieser Schichten ist die Materialcharakterisierung, insbesondere die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften, von herausragender Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag soll die zerstorungsfreie bzw. zerstorungsarme, tiefenabhangige Bestimmung der mechanischen Schichteigenschaften unter Nutzung der instrumentierten Eindringharteprufung (Nanoindenter) vorgestellt werden. Der Einfluss der verschiedenen Hartstoffpartikel (Aluminiumoxid, Siliciumoxid usw.) auf die Schichteigenschaften wird ausfuhrlich diskutiert.