Das Prinzip des Calotests

Der Calotest bietet eine schnelle, einfache und günstige Methode der Schichtdickenbestimmung. Eine rotierende Kugel mit bekanntem Durchmesser wird mit einer voreingestellten Last auf die Probenoberfläche gedrückt. Der Abstand relativ zur Probenmitte und die Kontaktlast werden konstant gehalten. Durch das Hinzufügen von abrasiven Suspensionen im Kontakbereich entsteht eine kalottenförmige Abriebspur in der Schicht und dem Substrat.

Die optische Untersuchung der Abriebspur zeigt die projizierten Abriebflächen des Substrats und der Schicht im Verschleißbereich. Die Dicke D der Schicht wird aus den Parametern X und Y durch eine einfach geometrische Gleichung errechnet. Der Calowear ist ein Drei-Körper-Verschleißsystem. Eine Stahlkugel rollt über den Probenkörper. Im Kontaktbereich zwischen Kugel und Oberfläche wird eine aus Wasser und SiC Partikeln bestehende Suspension eingebracht. Das Substrat wird durch die Suspension kontrolliert abgetragen, was zu einer guten Reproduzierbarkeit der Versuche führt.

Die Normalkraft zwischen Kugel und Probe wird aus dem Gewicht der Kugel abgeleitet. Die rotierende Bewegung der Kugel wird durch eine rotierende Antriebswelle mit regelbarer Drehzahl eingebracht. Die Rotation der Kugel zusammen mit der abrasiven Suspension erzeugt eine Verschleißspur  auf der Probe. Zur genauen Bestimmung der Verschleißrate der Schicht und des Substrats sowie der Schichtdickenbestimmung wird die Geometrie der Verschleißspur und deren Änderung  während des Versuchs herangezogen.