ISO 14705 Feinkeramik (Hochleistungskeramik, Hochleistungstechnische Keramik) – Prüfmethode für die Härte monolithischer Keramik bei Raumtemperatur

Die von der International Organization for Standardization (ISO) entwickelte Norm „ISO 14705 Feinkeramik (Hochleistungskeramik, hochentwickelte technische Keramik) – Prüfmethode für die Härte monolithischer Keramik bei Raumtemperatur“ beschreibt eine Prüfmethode zur Bestimmung der Vickers- und Knoop-Härte von monolithische dünne Keramik bei Raumtemperatur.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Die Vickers-Härte bezieht sich auf den Wert, der sich aus der Division der auf die Oberfläche des Eindrucks ausgeübten Kraft ergibt und aus dem Durchschnitt der gemessenen Diagonalen des Eindrucks berechnet wird. Es wird angenommen, dass der Eindruck eine Spur des unverformten Eindrucks ist. Die Vickers-Härte kann in zwei verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden:
  • GPa-Einheit, erhalten durch Division der ausgeübten Kraft in N durch die Oberfläche der Vertiefung in mm2
  • Vickers-Härtezahl, erhalten durch Division der ausgeübten Kraft in kgf durch die Oberfläche des Eindrucks in mm2
• Unter Vickers-Eindruck versteht man einen rechtwinkligen Pyramideneindruck mit quadratischer Grundfläche und einem Winkel von 136 Grad zwischen gegenüberliegenden Flächen.
• Die Knoop-Härte bezieht sich auf den Wert, der sich aus der Division der auf die Projektionsfläche des Eindrucks ausgeübten Kraft ergibt und aus der Messung der langen Diagonale des Eindrucks berechnet wird. Es wird angenommen, dass der Eindruck eine Spur des unverformten Eindrucks ist. Die Knoop-Härte kann in zwei verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden:
  • GPa-Einheiten, die durch Division der ausgeübten Kraft in N durch die Projektionsfläche der Vertiefung in mm2 erhalten werden
  • Der Wert, der sich aus der Division der ausgeübten Kraft in kgf durch die Projektionsfläche des Eindrucks in mm2 ergibt (ohne Angabe der Einheit)
• Unter Knoop-Eindruck versteht man einen pyramidenförmigen Einzug mit rautenförmiger Grundfläche und zwei Winkeln zwischen gegenüberliegenden Seiten von 172,5 Grad und 130 Grad.

Bei der Vickers-Härtemethode wird im Prinzip ein quadratischer, rechtwinkliger, pyramidenförmiger Diamant-Eindringkörper mit einem bestimmten Winkel zwischen gegenüberliegenden Flächen an der Spitze auf die Oberfläche eines Prüfstücks gedrückt, und die Länge der Diagonalen des Gemessen wird der nach Wegnahme der Prüfkraft auf der Oberfläche verbleibende Eindruck. Die Vickers-Härte wird durch das Symbol HV angegeben, dem der Härtewert vorangestellt ist und gefolgt von einer Zahl, die die Prüfkraft angibt.

Die diagonalen Längen der Vickers-Eindrücke sind ungefähr 2,8-mal kürzer als die lange Diagonale der Knoop-Eindrücke, und die Eindrucktiefe ist ungefähr 1,5-mal tiefer als bei Knoop-Eindrücken, die mit der gleichen Kraft erzeugt wurden. Vickers-Eindrücke werden von der Glätte der Probenoberfläche, der Parallelität der Diamantachse zur Normalen der Prüfstückoberfläche und der Oberflächenbeschaffenheit weniger beeinflusst als Knoop-Eindrücke, diese Parameter müssen jedoch dennoch berücksichtigt werden. Vickers-Einkerbungen verursachen viel häufiger Risse in dünner Keramik als Knoop-Einkerbungen. Eine Umrechnung zwischen Härteskalen sollte nicht vorgenommen werden.

Vickers-Eindrücke in metallischen Werkstoffen entstehen hauptsächlich durch plastische Verformung. Vickers-Einkerbungen in dünner Keramik entstehen jedoch durch Mikrorisse und Mikrobrüche sowie plastische Verformung. Dieser Unterschied muss beim Vergleich der Härte von Metallen und Keramik berücksichtigt werden.

Der Test wird auf einer Oberfläche durchgeführt, die glatt, eben und frei von Fremdkörpern ist. Das Teststück wird poliert, um eine genaue Messung der diagonalen Länge des Eindrucks zu ermöglichen. Die Vorbereitung erfolgt so, dass die Veränderung der Oberflächenhärte minimiert wird. Oberflächen dürfen weder thermisch noch chemisch korrodiert werden. Gegebenenfalls verbleibende Oberflächenspannungen werden durch geeignete Polier- oder Glühverfahren entfernt.

Die Dicke des Prüfkörpers muss mindestens 0,5 mm betragen. Sie muss mindestens das 1,5-fache der Diagonale der Vertiefung und mindestens das Zweifache der Länge des Risses betragen, je nachdem, welcher Wert größer ist. Nach Abschluss der Prüfung dürfen auf der Rückseite des Prüflings keine Eindruckschäden mehr sichtbar sein.

Im Allgemeinen erfolgt die Prüfung bei Raumtemperatur im Bereich von 1035 Grad. Tests unter kontrollierten Bedingungen werden bei einer Temperatur von 23 Grad plus/minus 5 Grad durchgeführt.

Unter den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, ist „ISO 14705 Feinkeramik (Hochleistungskeramik, fortgeschrittene technische Keramik) – Prüfung der Härte von Monolithische Keramik bei Raumtemperatur. Es bietet auch Prüfdienstleistungen an, die in der „Methoden“-Norm definiert sind.