Mikroabplatzungen

Mikroabplatzungen bezeichnet das Auftreten von mikroskopisch kleinen Abplatzungen oder Abbröcklungen von Materialoberflächen. Dabei lösen sich winzige Partikel oder Schichten infolge lokaler Spannungen, Oberflächenfehler, Ermüdung, Korrosion, Thermo-mechanischer Schädigung oder mechanischem Verschleiß. Die Erscheinung wird oft als Vorläufer größerer Schädigungen angesehen, kann aber auch eigenständig die Oberflächenstruktur beeinflussen.

Zu den Ursachen gehören Spannungskonzentrationen an Rissen oder Korngrenzen, wiederholte Belastung (Fatigue), Temperaturgradienten, Differenz der Ausdehnungskoeffizienten bei Mehrschichtsystemen, chemische Angriffe sowie mechanische Reibung. In Beschichtungen kann Restspannung aus Herstellungsprozessen zur Abplatzung führen, wenn Haftung oder Zwischenschicht sicherheitsrelevant beeinträchtigt ist. Bei keramischen oder glasartigen Materialien sowie bei Natursteinen können Feuchtigkeit und Frost-Tau-Wechsel Mikroabplatzungen begünstigen.

Mikroabplatzungen treten in einer Vielzahl von Anwendungen auf, etwa in Metallen, Legierungen, keramischen Bauteilen, Dünnfilmen und Beschichtungssystemen, aber auch in Gesteinen und geometrisch geformten Oberflächen. Sie beeinflussen Oberflächenrauheit, mechanische Integrität und Korrosionsverhalten und können Schädigungen entlang von Mikrorissen fördern. Zur Analyse werden optische Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Profilometrie und andere Oberflächencharakterisierungsmethoden eingesetzt. Präventive Maßnahmen umfassen Reduktion von Restspannungen, Verbesserung der Haftung, Optimierung von Oberflächenbearbeitung, passende Material- oder Beschichtungswahl sowie Umgebungs- oder Betriebsbedingungen, die Belastungsspitzen reduzieren.