Werkstoffe


Die Härteprüfung von Werkstoffen

Die Härteprüfung gehört wie die Biegefestigkeitsprüfung ebenfalls zu den mechanischen Prüfverfahren. Bei der Härteprüfung wird aber im Gegensatz zur Biegeprüfung der Prüfkörper insgesamt nicht unmittelbar zerstört.


Definition: Als Härte bezeichnet man den Widerstand eines Körpers gegen das Eindringen eines anderen Körpers. Je größer der Widerstand ist, umso größer ist auch der resultierende Härtewert.

  • Darstellung der Mohs’schen Härteskala mit der Erweiterung um Vergleichswerkstoffe.
  • Darstellung der Mohs’schen Härteskala mit der Erweiterung um Vergleichswerkstoffe.
    © ppos


Festigkeit und Härte sind also unterschiedliche Kennwerte, die unterschiedlich geprüft werden, wobei sich Härte als eine Form der Festigkeit mehr auf die Oberfläche bezieht.

Warum spielt Härte zahnmedizinisch eine Rolle?

Die Bestimmung der Härte ist deshalb wichtig, da durch die Bewegungen des Unterkiefers zum Oberkiefer unter einem bestimmten Druck auch die Oberflächen der Zähne bzw. Restaurationen belastet und ggf. geschädigt werden. Das Ziel ist es, Werkstoffe zu verwenden, die dem natürlichen Zahnschmelz als härtester natürlicher Körpersubstanz am meisten ähneln. Hier hat sich etwa Lithiumdisilikatkeramik seit Jahrzehnten bewährt.

Zu große Härteunterschiede können zur größeren Schädigung des jeweils weicheren tribologischen Partners führen. Das Härtere ritzt das Weichere. Deshalb ist auch weiterhin die Darstellung der Ritzhärte nach Mohs durchaus sinnvoll, da sie sehr praxisnah ist und man – im Gegensatz zu den technischen Norm-Prüfungen – schnell eine gute Vorstellung von den Härteverhältnissen bekommt.

Die Abbildung zeigt die Ritzhärte nach Mohs, die aus der Mineralogie entnommen ist. Man sieht, dass diese Härteklassifizierung für die Zahnmedizin deshalb besonders hilfreich ist, da viele Werkstoffe tatsächlich in der Zahnheilkunde und dentalen Technologie Verwendung finden: Angefangen mit Gips (Mohs-Härte 2) über die natürliche Zahnhartsubstanz Schmelz (Härte 5 wie Apatit) oder auch Härten 6 und 7 (klassische Dentalkeramik) und Aluminiumoxid (Härte 9/Korund) bis hin zu unserem Schleifkörper der ersten Wahl, den Diamanten mit der Härte 10.

Der Begriff „Ritzhärte“ impliziert aber auch eine gewisse Oberflächengestalt. Bei zwei völlig planen und hochglanzpolierten Werkstoffen unterschiedlicher Härte ist eine Schädigung weniger zu erwarten, als wenn es zu schneideartigen Kontakten kommt, wie z.B. ein Messer, scharfkantiger Stein (grober Diamant) oder auch eine nur grob eingeschliffene und dann nicht polierte Oberfläche.

So ist also auch bei der Härteabschätzung und der zu erwartenden Abrasion und Attrition immer die Oberflächengestalt bzw. die Rautiefe der tribologischen Partner zu berücksichtigen.

Fortsetzung folgt

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Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Peter Pospiech


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