Abgeschlossenes Förderprojekt

Keramische Verbundwerkstoffe (CMC) besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit und schadenstolerante Eigenschaften, die bis zu sehr hohen Temperaturen weitgehend erhalten bleiben. Ein wesentliches Hemmnis für ihre Anwendung stellen aber noch mangelnde Standards bei der Qualitätssicherung und Kennwertermittlung, wie z. B. der Härte dieser Werkstoffe, dar. Die Erfahrungen hinsichtlich der notwendigen und zulässigen Prüfbedingungen zur Bestimmung der Härte an der Oberfläche reichen noch nicht für die Erstellung einer Norm. Das Projekt sollte diese Lücke schließen und so die Erstellung einer Norm für die Härteprüfung von keramischen Verbundwerkstoffen ermöglichen.

Die Härteprüfung von CMC ist aufgrund der heterogenen Struktur und der hohen Härte dieser Werkstoffe herausfordernd. Seit kurzem sind Diamantkugeln von mehreren Millimetern Durchmesser verfügbar. Bei ersten Versuchen mit solchen Kugeln traten die beschriebenen Probleme nicht auf, sodass eine Härteprüfung von CMC nun praktikabel erscheint. Im Rahmen des Projekts sollten daher die Grundlagen für eine möglichst für alle keramischen Verbundwerkstoffe anwendbare Norm für die Härteprüfung von CMC entwickelt werden.

Es wurden an unterschiedlichen CMC instrumentierte Eindruckversuche mit Diamantkugeln durchgeführt. Klassische Vermessungen des Indenter Eindruckes in CMC waren nicht
zielführend, sodass sich auf die erfassten Kraft-Verschiebungskurven fokussiert wurde. Die Ergebnisse waren Basis einer ersten Prüf- und Auswertungsvorschrift für die Härtebestimmung an CMC-Materialien. Diese beinhaltete den Versuchsaufbau, legte sowohl den Probekörper als auch die Versuchsvorbereitung und -durchführung fest und zeigte die Versuchsauswertung mit Ermittlung des Härtewertes auf Basis der aufgenommenen Kraft-Verschiebungskurven auf. Die Prüf- und Auswertevorschrift wurde in einem Round Robin Versuch durch die Projektpartner getestet.