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Vortrag

Ermittlung der Eindringhärte keramischer Verbundwerkstoffe

Mittwoch (04.12.2019)
14:45 - 15:05 Uhr

Im Rahmen des Beitrags wird eine Prüfvorschrift vorgestellt, die die Messung der Eindringhärte an möglichst vielen keramischen Verbundwerkstoffen (CMC) ermöglicht. CMC bestehen aus hochfesten keramischen Fasern (Kohlenstofffasern, nichtoxidische und oxidische Keramikfasern) in einer keramischen Matrix. Die existierenden Prüfnormen zur Härteprüfung von monolithischer Keramik oder Hartmetallen waren aufgrund der anisotropen, heterogenen Struktur und auf der auf der Mikroebene stark variierenden Eigenschaften der CMC nicht anwendbar. Im Rahmen des BMWi-Vorhabens ENVER wurde daher ein Verfahren der instrumentierten Härteprüfung bis zur Normreife entwickelt, welches bis zu 5 mm große Diamantkugeln als Indenter benutzt. Es wurden geeignete Prüfbedingungen (Oberflächenqualität, Indentergröße, Prüfkräfte) festgelegt, mit denen ein breites Spektrum an CMC mit sehr unterschiedlicher Härte und Struktur reproduzierbar getestet werden kann. Im Rahmen des Beitrags wird das Messprinzip und Messergebnisse an einem breiten Spektrum von keramischen Verbundwerkstoffen vorgestellt. Darüber hinaus wurde die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse im Rahmen eines kleinen Ringversuchs mit vier Teilnehmern evaluiert. Die Ergebnisse des Ringversuchs zeigten, dass die Härtewerte in unterschiedlichen Laboren nur reproduziert werden können, wenn hohe Anforderungen an die Steifigkeit der Belastungsvorrichtung und Genauigkeit des verwendeten Wegmesssystems erfüllt werden. Es ist beabsichtigt, auf Basis dieser Ergebnisse eine Prüfvorschrift in den Normungsprozess einzubringen.

Sprecher/Referent:
Dr. Achim Neubrand
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Yuan Shi
    DLR Stuttgart
  • Dr. Alexander Konschak
    Fraunhofer ISC
  • Prof. Dr. Dietmar Koch
    Universität Augsburg