Materialprüfung und
Materialanalyse
Wir bieten als Steinbeis-Transferzentrum Materialprüfungen und Materialanalysen mit moderner Analytik als Dienstleistung an.
Leistungsübersicht:
HÄRTEPRÜFUNG
Bei der Härteprüfung wird ein Prüfkörper in den Werkstoff eingedrückt. Als Messgröße für die Härte dient entweder die Eindringtiefe (Rockwell) oder der bleibende Abdruck des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell).
Bei der Härteprüfung nach Leeb (Rückprallhärteprüfung) schlägt ein bewegter Schlagkörper senkrecht auf einer Oberfläche auf und prallt zurück. Die Geschwindigkeit des Schlagkörpers wird vor und nach dem Aufprall gemessen und die von der Probe absorbierte Energiemenge ist ein Maß für die dynamische Leeb-Härte (HL) der Probe.
Die Härteprüfung von Kunststoffen erfolgt mithilfe eines belasteten Kugeleindringkörpers. In der Norm ISO 2039-1 wird der Härtewert mittels des Kugeleindrucksversuchs ermittelt. Die Norm ISO 2039-2 beschreibt die Ermittlung des Härtewerts mit einer Rockwell-Härteprüfmaschine unter Verwendung der Rockwell-Härteskalen E, L, M und R. Die Shore-Härteprüfung für Thermoplastische Elastomere erfolgt nach ISO 868 oder ISO 7619-1.
- Kugeleindruckversuch (HB)
- Rockwell-Eindringprüfung (HR)
- Shore-Härteprüfung (Shore A, D)
MIKROHÄRTEPRÜFUNG
Bei der Mikrohärteprüfung wird mit geringen Prüfkräften und Eindringtiefen durchgeführt und so die Härte von Beschichtungen, in kleinen Oberflächenbereichen und die Einhärtetiefe bestimmt. Diese Härteprüfung führen wir als instrumentierte Eindringprüfung mit Messung des Kraft-Weg-Verlaufes durch, wodurch eine sehr hohe Genauigkeit erreicht wird.
NANOINDENTIERUNG
Die Nanoindentierung als instrumentierte Eindringprüfung ist eine Härteprüfung mit sehr geringen Prüfkräften und sehr kleinen Eindringtiefen des Prüfkörpers eingesetzt. Damit wird beispielsweise die Härte von dünnen Beschichtungen, von Gefügebestandteilen sowie die Einhärtetiefe von Bauteilen bestimmt.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
Mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden hochauflösende Oberflächenanalysen bildgebend durchgeführt. Dabei tastet ein Elektronenstrahl die Oberfläche zeilenförmig ab, wodurch eine sehr hohe Auflösung erreicht wird.
RÖNTGENSPEKTROSKOPIE (EDX)
Mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM wird für Materialanalysen die chemische Elementzusammensetzung des Werkstoffes qualitativ und quantitativ bestimmt. Die Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es angeregt wird.
REIBWERTMESSUNG
Der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient von Materialpaarungen wird mit einem Tribometer ermittelt. Dazu werden Frequenz, Hub, Prüfkraft und Prüfdauer als Testvariablen vorgegeben. Der Gegenkörper wird mit einer definierten Normalkraft auf einen Grundkörper gedrückt. Der Gegenkörper bewegt sich auf der Grundkörperoberfläche rotatorisch oder translatorisch mit einem sinusförmigen Bewegungsmuster. Die aus der Bewegung des Gegenkörpers auf dem Grundkörper resultierende laterale Reibkraft wird gemessen. Aus dem Beginn der Bewegung wird der Haftreibungskoeffizient bestimmt und während der gesamten Prüfdauer der Gleitreibungskoeffizient aufgezeichnet.
VERSCHLEISSPRÜFUNG
Mit einem Tribometer wird das Verschleißverhalten von Materialpaarungen und von Beschichtungen ermittelt. Dazu werden Frequenz, Hub, Prüfkraft und Prüfdauer als Testvariablen vorgegeben. Der Gegenkörper wird mit einer definierten Normalkraft auf einen Grundkörper gedrückt. Der Gegenkörper bewegt sich auf der Grundkörperoberfläche rotatorisch oder translatorisch mit einem sinusförmigen Bewegungsmuster. Nach dem Test wird der Gesamtverschleiß gravimetrisch oder durch optische Vermessung der Verschleißspur bestimmt.
PHOTOTERMISCHE RANDZONENANALYSE
- Strukturdichte
- Schichtdicke
- Haftfestigkeit
- Ermüdung
Die Photothermische Randzonenanalyse dient dazu Materialeigenschaften am Bauteilrand zu bestimmen. Bei diesem Verfahren wird das Material mit einem Diodenlaser erwärmt und die reflektierte Wärmestrahlung gemessen. Sprechen Sie uns bei Interesse an !
ZUGPRÜFUNG
Die Universalprüfmaschine der Serie Inspekt table der Fa. Hegewald und Peschke wird für Zug- und Druckprüfungen im mittleren Kraftmessbereich bis 100 kN eingesetzt. Damit können Werkstoffprüfungen im Bereich von -70°C bis +180°C durchgeführt werden.
Mit der Härteprüfung wird die Härte von Metall, Glas, Keramik, Beschichtungen als Eindringwiderstand eines geeigneten Prüfkörpers bestimmt. Wir bieten alle normkonformen Härteprüfverfahren an, d.h. Vickers, Rockwell, Knoop, Brinell, Leeb, Shore A/D. Die Härteprüfung von Beschichtungen und in kleinen Oberflächenbereichen erfolgt mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung. Hierbei sind die Prüfkräfte sehr klein und die Methoden bieten zudem viel mehr.
Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden hochauflösende Oberflächenanalysen durchgeführt und Aufnahmen der Objektivoberfläche mit großer Vergrößerung angefertigt. Zusätzlich können mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM die chemischen Elemente eines Werkstoffs für Materialanalysen bestimmt werden.
Prüfmethoden mit abgesicherter Präzision sind, wie bei Schmierstoffen, auch bei tribologisch beanspruchten Werkstoffen und Schichten und unverzichtbar. Die Modelltribologie bietet dafür Verfahren an, die mit vertretbarem zeitlichem und wirtschaftlichem Aufwand sichere Ergebnisse liefern. Durch diese wird der Reibwert und das Verschleißverhalten einer Materialpaarung bestimmt.
Als eines von wenigen Labors können wir die Strukturdichte im Bereich am Bauteilrand zerstörungsfrei messen. Dies erfolgt mit dem Photothermischen Randzonen-Analysegerät. Durch die Randschichtanalyse können die Eigenschaften der Bauteilrandschicht hinsichtlich Reibungs- und Verschleißeigenschaften bewertet werden.