Trennung von Schichten in einem Verbund- oder beschichteten Werkstoff entlang einer inneren Grenzfläche, wodurch die mechanische Durchstoß- bzw. Durchbiegeintegrität verloren geht.

Prinzip

Die Adhäsion an der Grenzfläche und Bruchmechanik bestimmen, ob eine aufgebrachte Belastung oder Umwelteinwirkung zur Trennung entlang der Grenzfläche führt: übersteigt die Energiefreisetzungsrate oder die Spannungsintensität die Grenzflächenzähigkeit, so trennt sich die Schicht bevorzugt.

Demonstration

Eine Kohlefaser-Epoxid-Lamelle erfährt bei einem Niedriggeschwindigkeitsaufprall eine Region mit interlaminaren Rissen, die mittels Ultraschall sichtbar ist, ohne oberflächliche Risse; Steifigkeit und Druckfestigkeit in Dickenrichtung nehmen ab.

Fehlanwendung

Jeden Oberflächenriss oder jede Blasenbildung der Beschichtung als Delamination zu bezeichnen; anzunehmen, Delamination resultiere immer aus schlechter Klebechemie, obwohl sie auch durch Schlag, Ermüdung oder differentielle Wärmedehnung entstehen kann.

Konsequenz

Lokaler Verlust der Tragfähigkeit, Umverteilung der Spannungen auf benachbarte Lagen, beschleunigte Ausbreitung unter zyklischer Belastung und Gefahr eines plötzlichen Versagens bei Wachstum kritischer Bereiche.

Umkehrung

Wiederverklebung oder wirksame Wiederverbindung, die durch Klebe- oder Harzinjektionen bzw. thermische Konsolidierung die kontinuierlichen Lastpfade wiederherstellt und so Delamination rückgängig macht.

Abgrenzung

Gilt für geschichtete, laminierte oder beschichtete Systeme mit diskreten Grenzflächen; schließt homogene Volumenrisse aus, die durch ein einphasiges Material verlaufen, sowie Oberflächenkorrosion ohne Schichttrennung.

Semantische Spannung

Wird oft mit adhäsivem Versagen (Trennung an der Haftfläche) und Matrixrissbildung verwechselt; Delamination bezeichnet ausdrücklich die Trennung zwischen Lagen/Schichten, nicht den Bruch innerhalb eines Volumens oder ausschließlich an einer Klebefläche.

Synthese

Delamination ist die interfaciale Trennung von Schichten in laminierten oder beschichteten Werkstoffen, verursacht wenn interlaminare Spannungen, Beschädigung oder Umwelteinflüsse die Grenzflächenzähigkeit überschreiten und innere Risse entstehen, die Steifigkeit und Festigkeit mindern und gezielte Prüf- und Reparaturmaßnahmen erfordern.