EN 1071 Hochleistungskeramik – Prüfverfahren für Keramikbeschichtungen

Die europäische Norm „EN 1071 Hochleistungskeramik – Prüfverfahren für Keramikbeschichtungen“ besteht aus mehreren Abschnitten, die unter demselben Titel veröffentlicht werden:

• EN 1071-1 Teil 1: Bestimmung der Schichtdicke mit Kontaktsonden-Phyllometer. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke von Keramikbeschichtungen durch Messung der Stufenhöhe mit einem Kontaktsonden-Profilometer. Eine alternative Dickenmessung mittels Kraterschleifverfahren ist in der Norm ENV 1071 2 definiert.
• EN 1071-2 Teil 2: Bestimmung der Schichtdicke durch das Kraterschleifverfahren. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke von Keramikbeschichtungen durch ein Kraterschleifverfahren, bei dem ein kugelförmiger Hohlraum geschliffen und anschließend der Krater mikroskopisch untersucht wird. Eine alternative Dickenmessung mit einem Kontaktsonden-Profilometer ist in der Norm EN 1071-1 beschrieben.
• EN 1071-3 Teil 3: Bestimmung der Haftung und anderer mechanischer Fehlerarten durch Kratzprüfung. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zum Testen von Keramikbeschichtungen durch Kratzen mit einem geladenen Diamantstift, um adhäsives oder kohäsives Versagen des Beschichtungs-Substrat-Systems zu fördern. Der Test eignet sich zur Beurteilung keramischer Beschichtungen bis 20 µm Dicke sowie zur Beurteilung anderer Beschichtungsarten und -dicken. Der Test ist für die Verwendung mit Proben mit begrenzter Oberflächenrauheit konzipiert. Diese Norm ist für den Einsatz im Makrolastbereich (1 N – 100 N) konzipiert. Die Verfahren können auch auf andere Lastbereiche angewendet werden. Sollen jedoch Normallasten quantifiziert werden, bei denen Fehlerereignisse auftreten, ist eine entsprechende Kalibrierung unerlässlich.
• EN 1071-4 Teil 4: Bestimmung der chemischen Zusammensetzung mittels Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EPMA). Diese Norm beschreibt Verfahren zur chemischen Analyse von Keramikbeschichtungen mittels Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EPMA) unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder eines Elektronenstrahl-Mikroanalysators. Die beschriebenen Methoden beschränken sich auf die Untersuchung von einschichtigen Beschichtungen, wenn die Analyse senkrecht zur Probenoberfläche erfolgt. Gradierte und mehrschichtige Beschichtungen können jedoch auch im Schnitt analysiert werden, wenn die Dicke der einzelnen Schichten oder Abstufungen größer als die maximale Breite von ist das Volumen des Materials, in dem die charakteristischen oder fluoreszierenden Röntgenstrahlen erzeugt werden. Diese Methode kann auch zur Analyse von Schüttgütern eingesetzt werden.
• ENV 1071-5 Teil 5: Bestimmung der Porosität. Dieser Standard wurde zurückgezogen.
• EN 1071-6 Teil 6: Bestimmung der Verschleißfestigkeit von Beschichtungen mittels Mikroverschleißtest. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Messung der abrasiven Verschleißrate von Keramikbeschichtungen mittels eines Verschleißtests im Mikromaßstab, der auf der bekannten Kraterschleiftechnik zur Bestimmung der Filmdicke basiert. Diese Methode kann durch die Durchführung zweier separater Tests oder durch sorgfältige Analyse der Daten einer einzelnen Testreihe Daten zu Film- und Substratverschleißraten liefern. Die Prüfmethode kann auf Proben mit planaren oder nichtplanaren Oberflächen angewendet werden, die beschriebene Analyse gilt jedoch nur für flache Proben. Für nichtplanare Proben ist eine komplexere Analyse erforderlich, die möglicherweise den Einsatz numerischer Methoden erfordert.
• CEN/TS 1071-7 Teil 7: Bestimmung der Härte und des Elastizitätsmoduls durch instrumentierte Eindruckprüfung. Dieser Standard wurde zurückgezogen.
• CEN/TS 1071-8 Teil 8: Rockwell-Eindrucktest zur Bewertung der Haftung. Diese Norm beschreibt eine Methode zur Bewertung der Haftung von Keramikbeschichtungen durch Eindringung mit einem Rockwell-Diamant-Eindringkörper. Auch die Bildung von Rissen nach dem Eindrücken kann ein Hinweis auf ein Kohäsionsversagen sein. Die Eindrücke werden mit einem Rockwell-Härteprüfgerät hergestellt. Das in dieser Norm beschriebene Verfahren kann auch zur Beurteilung der Haftung metallischer Beschichtungen geeignet sein.
• EN 1071-9 Teil 9: Bestimmung der Bruchspannung. Diese Norm beschreibt eine Methode zur Messung der Bruchdehnung von Keramikbeschichtungen durch einachsige Zug- oder Drucktests in Kombination mit akustischer Emission zur Überwachung des Beginns von Rissen in der Beschichtung. Zug- oder Druckspannungen können auch durch Biegung mittels Vierpunktbiegung aufgebracht werden. Messungen können gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen und Raumtemperatur durchgeführt werden.
• EN 1071-10 Teil 10: Bestimmung der Schichtdicke anhand des Querschnitts. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Messung der Dicke keramischer Beschichtungen durch Untersuchung eines metallographisch vorbereiteten Abschnitts der Beschichtung in einem kalibrierten optischen oder Rasterelektronenmikroskop. Es basiert auf der Norm EN ISO 9220 und wird bei Bedarf im Hinblick auf Keramikbeschichtungen und aktuelle Best Practices geändert und aktualisiert.
• CEN/TS 1071-11 Teil 11: Bestimmung der inneren Spannung mit der Stoney-Formel. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der inneren Spannung in dünnen Keramikbeschichtungen durch Anwendung der Stoney-Formel auf die Ergebnisse der Messung des Krümmungsradius beschichteter Streifen oder Scheiben.
• EN 1071-12 Teil 12: Gegenseitige Abriebprüfung. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Bewertung des Verschleißes von Keramikbeschichtungen mithilfe eines hin- und hergehenden Verschleißtests, bei dem ein Stift mit flacher oder kugelförmiger Spitze unter Last gegen eine flache Platte hin und her bewegt wird. Abhängig von den simulierten Bedingungen können der Stift oder die Platte oder beide mit dem zu testenden Material beschichtet werden, und das andere Mitglied des Paares wird ausgewählt, da es für das zu bewertende System relevant ist. Die beschriebene Methode gilt als ungeeignet zur Beurteilung des Reibungsverschleißes. Diese Methode dient zur Beurteilung von Beschichtungen mit einer Dicke von mehr als 1 μm, kann aber auch zur Prüfung dünnerer Beschichtungen eingesetzt werden. Der Test kann unter trockenen oder geschmierten Bedingungen durchgeführt werden. Der Test ist jedoch nicht darauf ausgelegt, die Eigenschaften von Schmierstoffen in dem Maße zu bewerten, in dem sie das Verschleißverhalten der getesteten Materialien beeinflussen. Es werden relevante Methoden zum Testen von Schmiermitteln mittels hin- und hergehender Bewegung angegeben. Die Prüfung eines Materialpaares unter verschiedenen Belastungsbedingungen kann Aufschluss über die Adhäsions- bzw. Kohäsionsfestigkeit sowie das Verschleißverhalten der Beschichtung geben.
• EN 1071-13 Teil 13: Bestimmung der Verschleißrate mit der Stift-auf-Scheibe-Methode. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Bewertung des Verschleißes von Keramikbeschichtungen mithilfe eines Tests, bei dem ein Stift mit einer flachen oder kugelförmigen Spitze unter Last mit der flachen Oberfläche einer Scheibe in Kontakt gebracht wird und die beiden in eine Relativbewegung gebracht werden, so dass der Stift zeichnet eine kreisförmige Bahn auf der Scheibe. Abhängig von den simulierten Bedingungen können der Stift oder die Scheibe oder beide mit dem zu prüfenden Material beschichtet sein, und das andere Mitglied des Paares kann entsprechend seiner Relevanz für das zu bewertende System ausgewählt werden. Bei entsprechender Ausrüstung kann mit dem Test die beim Gleitkontakt entstehende Reibung ermittelt werden. Diese Methode eignet sich zur Beurteilung von Beschichtungen im Dickenbereich von 1 bis über 100 µm und kann bei entsprechender Wahl der Bedingungen auch zur Prüfung dünnerer Beschichtungen eingesetzt werden.

Neben den zahlreichen Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die es für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, bietet unsere Organisation auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN 1071 Hochentwickelte technische Keramik – Prüfverfahren für Keramikbeschichtungen“ mit geschultem und fachkundigem Personal an fortschrittliche technologische Ausrüstung.