10.5.2 Härte
Für die Härtemessung von Keramik
eignen sich nur Verfahren nach Vickers und Knoop. Die anderen
Härtemessverfahren erfüllen entweder nicht die
Voraussetzungen für harte und spröde Werkstoffe,
wie z. B. große Härte des Indenters und kleine
Prüfkräfte, oder sie sind prüftechnologisch
noch nicht genügend entwickelt. Die Bewertung des Indentereindrucks
im Sinne der für metallische Werkstoffe üblichen
Ermittlung der Vickers- oder Knoophärte erreicht bei
keramischen Werkstoffen die Grenzen der Anwendbarkeit, d.
h., es ergeben sich eine Reihe verfahrenstechnischer bzw.
werkstoffspezifischer Probleme.
Deshalb kommen auch Verfahren mit geänderter Methodik
wie etwa das
- UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance) oder die
- Universalhärtemessung zum Einsatz.
Die Basis des UCI-Verfahrens
ist die Änderung der Resonanzfrequenz einer Prüfsonde
beim Eindringvorgang, an deren Spitze sich der Vickersindenter
befindet. Die Frequenzänderung ist ein Maß für
die Oberfläche des Eindrucks und damit für die Härte
des Werkstoffs.
Die Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingstabes ist
aber auch von den Elastizitätsmodulen des Indenters und
der Probe abhängig, die durch andere Verfahren zu ermitteln
sind. Daraus ergeben sich werkstoffspezifische Kalibrierfunktionen.
Umgekehrt kann bei bekannter Härte des Werkstoffs der
E-Modul mit dem UCI-Verfahren ermittelt werden.
Die Universalhärtemessung beruht auf
der Ermittlung des funktionalen Zusammenhangs zwischen Indenterkraft
und der Eindringtiefe. Hierbei wird eine prüfkraftabhängige
Härte unter Einbeziehung der elastischen und plastischen
Verformung und eine prüfkraftunabhängige Härtezahl,
welche die Bedingungen für rissfreie Eindrücke erfüllt,
ermittelt.
Bei Werkstoffvergleichen ist darauf zu achten, dass die gleiche
Meßmethode verwendet wurde.
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