Härtevergleichsplatten aus monolithischen Hochleistungskeramiken

Im Rahmen des europäischen Normungsvorhabens 'Prüfverfahren für Keramische Hochleistungswerkstoffe' erfolgte die Herausgabe der Vornorm 843-4 für die Härteprüfung. Sie verlangt die indirekte Prüfung der Härteprüfgeräte mit zertifizierten Referenzproben. In dieser Untersuchung werden monolithische Hochleistungskeramiken hinsichtlich ihrer Eignung als Härtevergleichsplatten zur Härteprüfung von Keramiken untersucht. Sie sollen den Gesamtfehler der Prüfmaschine bei einem Prüfverfahren und einer Prüfbedingung ermitteln. Ihre Anwendung ist an das kalibrierte Verfahren (Vickers, Knoops oder Rockwell, Prüfkraft) gebunden und muß Anforderungen, wie genormte Gleichmäßigkeit des Härtewertes über die gesamte Prüffläche bei normgerechten auswertbaren Eindrücken, repräsentativ für das Spektrum der Hochleistungskeramik, gewünschter Härtebereich, feinkörniges dichtes Gefüge und reproduzierbare Eigenschaften, erfüllen. Als Ausgangsmaterialien dienten flüssigphasegesintertes SiC, gasdruckgesintertes Si3N4, kaltisostatisch gepreßtes Al2O3. Die erforderliche hohe Oberflächenqualität machte neue Finishtechnologien notwendig: Nach der Formatierung werden die Keramiken durch Läppen, Polierläppen und Polieren endbearbeitet. Bei Si3N4 und SiC war der Einsatz von Cr2O3-Polierpaste erforderlich, bei Al2O3 mußte die Politur mit einem 'harten' Tuch mit feinkörniger Diamantsuspension erfolgen. Dadurch wurde die angestrebte Mittenrauheit von <= 0.005 Mikrometer erreicht. Es konnten Härtevergleichsplatten aus Si3N4 für den Härtebereich 1400 HV 1 bis 1600 HV 1, aus SiC für den Bereich 2300 HV 1 bis 2500 HV 1 und aus Al2O3 für den Bereich 2000 HV 1 bis 2300 HV 1 hergestellt werden.