CH705517B1

CH705517B1 - Test specimen for use in a material testing device.

Info

Publication number: CH705517B1
Application number: CH01573/12A
Authority: CH
Inventors: James Frank Smith Dr; Harris Adrian
Original assignee: Micro Mat Ltd
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2017-05-31
Also published as: GB2494467B; GB201115735D0; CH705517A2; GB2494467A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfkörper zur Verwendung in einer Werkstoffprüfvorrichtung. Der Prüfkörper weist einen Prüfspitzenhalter (12) auf, der zur gebrauchsmässigen Befestigung an der Werkstoffprüfvorrichtung ausgeführt ist. Der Prüfspitzenhalter (12) trägt eine Prüfkörperspitze (10). Die Prüfkörperspitze (10) ist mit einer Masse aus ausgehärtetem Keramikbindemittel (14), wie z.B. einem aus ausgehärtetem, löslichem Silikat hergestellten Bindemittel, am Prüfspitzenhalter befestigt.The invention relates to a test specimen for use in a Werkstoffprüfvorrichtung. The test specimen has a probe holder (12), which is designed for the purpose of attachment to the Werkstoffprüfvorrichtung. The test probe holder (12) carries a test specimen tip (10). The test specimen tip (10) is coated with a mass of cured ceramic binder (14), such as e.g. a binder made of cured, soluble silicate, attached to the probe holder.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen zur Verwendung in einer Werkstoffprüfvorrichtung geeigneten Prüfkörper und eine Werkstoffprüfvorrichtung, die einen derartigen Prüfkörper enthält, ein Verfahren zum Herstellen des Prüfkörpers und ein Werkstoffprüfverfahren.Description: The present invention relates to a specimen suitable for use in a material testing apparatus and a material testing apparatus containing such a specimen, a method of manufacturing the specimen, and a material testing method.

[0002] Eindruck- und Kratzversuche an Werkstoffen werden allgemein mithilfe eines relativ harten Prüfkörpers durchgeführt, der unter konstanter oder variabler Belastung entweder in eine Oberfläche eingedrückt wird oder über eine Oberfläche gezogen wird. Prüfkörper weisen gewöhnlich eine Spitze auf, die aus Diamant- oder Keramikkristallen hergestellt ist, die auf eine definierte Geometrie zugeschliffen und poliert wurden, sowie einen Halter, der die Spitze trägt. Der Halter ist so ausgelegt, dass er zum Gebrauch mit der Prüfvorrichtung, z.B. der in EP-A-1 095 254 des vorliegenden Anmelders offenbarten Vorrichtung, verbunden werden kann.Impressive and Kratzversuche of materials are generally carried out using a relatively hard specimen, which is either pressed under constant or variable load in a surface or pulled over a surface. Test specimens usually have a tip made of diamond or ceramic crystals ground and polished to a defined geometry and a holder supporting the tip. The holder is designed to be suitable for use with the testing device, e.g. the device disclosed in EP-A-1 095 254 of the present applicant.

[0003] Für Versuche bei Raumtemperatur oder gemässigten Temperaturen kann der Kristall mithilfe eines Polymerklebstoffs oder eines Metalllots sicher an einen Halter angefügt werden. Polymere sind im Allgemeinen über etwa 100 °C oder in einigen chemisch aggressiven Atmosphären ungeeignet, weil sie in derartigen Verhältnissen gewöhnlich weich werden oder sich schliesslich zersetzen. Hartlote können bis auf höhere Temperaturen, gewöhnlich bis etwa 400 °C, unbedenklich verwendet werden, verschiedene Lotbestandteile neigen aber dazu, mit atmosphärischen Gasen zu reagieren oder zu verdunsten, wenn die Temperatur weiter erhöht wird. Die Verdunstung verursacht eine Verunreinigung der Spitze des Prüfkörpers und eines Probestücks, das neben der Spitze des Prüfkörpers positioniert ist. Die Verdunstung ist daher sowohl an der Luft als auch in einem Vakuum problematisch.For experiments at room temperature or at moderate temperatures, the crystal can be securely attached to a holder by means of a polymer adhesive or a metal solder. Polymers are generally unsuitable above about 100 ° C or in some chemically aggressive atmospheres because they usually soften or eventually decompose under such conditions. Brazing alloys can safely be used up to higher temperatures, usually up to about 400 ° C, but various solder components tend to react or evaporate with atmospheric gases as the temperature is further increased. Evaporation causes contamination of the tip of the specimen and a specimen positioned adjacent the tip of the specimen. The evaporation is therefore problematic both in the air and in a vacuum.

[0004] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Prüfkörper bereitzustellen, der bei erhöhten Temperaturen verwendet werden kann, ohne die Nachteile konventioneller Prüfkörper aufzuweisen.An object of the invention is to provide a specimen that can be used at elevated temperatures without having the disadvantages of conventional specimens.

[0005] Zu diesem Zweck sieht die Erfindung in einem ersten Aspekt einen Prüfkörper zur Verwendung in einer Werkstoffprüfvorrichtung gemäss Patentanspruch 1 vor.For this purpose, the invention provides in a first aspect a test specimen for use in a Werkstoffprüfvorrichtung according to claim 1.

[0006] Da die vorliegende Erfindung eine keramische Bindung zwischen der Spitze des Prüfkörpers und ihrem Halter vorsieht, kann sie ohne Risiko und bedeutend über den Temperaturbereich hinaus, der für konventionelle Prüfkörper verfügbar ist, sowohl in Luft als auch im Vakuum verwendet werden, ohne eine Werkstoffverschlechterung zu erfahren.Since the present invention provides a ceramic bond between the tip of the specimen and its holder, it can be used without risk and significantly beyond the temperature range available for conventional specimens, both in air and in vacuum, without any To experience material deterioration.

[0007] Die Prüfkörperspitze ist gewöhnlich aus einem Stück hartem kristallinem Material hergestellt, wie z.B. Diamant oder kristalline Keramik. Die Begriffe kristallines Material und Kristall werden synonym verwendet. Es können alternative Werkstoffe gewählt werden, die für spezielle Situationen geeignet sind, wie z.B. Saphir oder kubisches Bornitrid. Die Werkstückspitze ist im typischsten Fall auf eine vorbestimmte Form und Abmessung geschliffen und poliert.The test specimen tip is usually made of a piece of hard crystalline material, e.g. Diamond or crystalline ceramics. The terms crystalline material and crystal are used interchangeably. Alternative materials may be chosen which are suitable for specific situations, such as e.g. Sapphire or cubic boron nitride. The workpiece tip is most typically ground and polished to a predetermined shape and dimension.

[0008] Das Bindemittel ist vorzugsweise von einem Typ, der anstatt durch Verdunstung chemisch ausgehärtet wird. Es wird so gewählt, dass es feuerfeste Eigenschaften hat. Das Bindemittel kann ein lösliches Silikat beinhalten und kann speziell ein ausgehärtetes Gemisch aus Natriumsilikat oder Kaliumsilikat und Zirkoniumsilikat sein.The binder is preferably of a type which is chemically cured instead of by evaporation. It is chosen to have refractory properties. The binder may include a soluble silicate and may specifically be a cured mixture of sodium silicate or potassium silicate and zirconium silicate.

[0009] Die Prüfkörperspitze kann auf einer flachen Oberfläche des Prüfspitzenhalters oder in einer in dem Prüfspitzenhalter ausgebildeten Aussparung befestigt sein. Alternativ kann sich die Prüfkörperspitze in einem Raum im Prüfspitzenhalter befinden und so angeordnet sein, dass sie aus dem Prüfspitzenhalter ragt. In derartigen Ausführungsformen nimmt das Bindemittel ein die Prüfkörperspitze umgebendes Volumen in dem Raum ein. Ausführungsformen dieses Typs lassen die mechanische Positionierung der Spitze in dem Spitzenhalter zur Ergänzung der Wirkung des Bindemittels zu.The test specimen tip may be mounted on a flat surface of the probe holder or in a recess formed in the probe holder. Alternatively, the specimen tip may be located in a space in the probe holder and positioned to protrude from the probe holder. In such embodiments, the binder occupies a volume surrounding the probe tip in the space. Embodiments of this type allow the mechanical positioning of the tip in the tip holder to supplement the action of the binder.

[0010] Der Prüfspitzenhalter kann aus nicht rostendem Stahl, anderen Metallen wie Molybdän, Legierungen wie austeni-tischen Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis, z.B. Inconel (rtm), oder aus einem feuerfesten Werkstoff sein.The probe holder may be made of stainless steel, other metals such as molybdenum, alloys such as austenitic nickel-chromium based superalloys, e.g. Inconel (rtm), or be made of a refractory material.

[0011] Unter einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung Verfahren zum Herstellen eines Prüfkörpers gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung, wie in Patentanspruch 9 oder Patentanspruch 10 dargelegt, vor. In jedem Fall kann das Verfahren ferner das Formen der Prüfkörperspitze auf die gewünschte Form und Abmessungen beinhalten. Beim Formen der Prüfkörperspitze auf die gewünschte Form und Abmessungen können sowohl der Kristall als auch das Bindemittel einem Vorgang unterzogen werden, der Schleifen- und/oder Polieren beinhaltet. Das vollständige Härten des Bindemittels wird gewöhnlich als abschliessender Schritt durch Erhitzen des Prüfkörpers auf eine Temperatur erreicht, die nahe an der maximalen Betriebstemperatur des Prüfkörpers und in einer geeigneten Atmosphäre liegt, z.B. auf eine Temperatur von etwa 750 °C in der bevorzugten Ausführungsform.In a second aspect, the invention provides methods for producing a test specimen according to the first aspect of the invention as set out in claim 9 or claim 10. In either case, the method may further include forming the test specimen tip to the desired shape and dimensions. In molding the test specimen tip to the desired shape and dimensions, both the crystal and the binder may be subjected to a process involving grinding and / or polishing. The complete curing of the binder is usually achieved as a final step by heating the specimen to a temperature close to the maximum operating temperature of the specimen and in a suitable atmosphere, e.g. to a temperature of about 750 ° C in the preferred embodiment.

[0012] Unter einem dritten Aspekt sieht die Erfindung eine Werkstoffprüfvorrichtung vor, die einen Prüfkörper enthält, der den ersten Aspekt der Erfindung ausgestaltet.In a third aspect, the invention provides a Werkstoffprüfvorrichtung containing a test specimen, which designed the first aspect of the invention.

[0013] Unter einem vierten Aspekt sieht die Erfindung ein Werkstoffprüfverfahren vor, wie es in Patentanspruch 14 dargelegt ist.In a fourth aspect, the invention provides a material testing method as set forth in claim 14.

[0014] In einem diesen Aspekt der Erfindung ausgestaltenden Verfahren können der Prüfkörper und/oder die Probe erhitzt werden. Die Temperatur, auf die er oder sie erhitzt wird/werden, kann über 100 °C betragen und kann über 500 °C betragen.In a method embodying this aspect of the invention, the test specimen and / or the specimen can be heated. The temperature to which he or she is heated may be above 100 ° C and may exceed 500 ° C.

[0015] Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Begleitzeichnungen beispielhaft ausführlich beschrieben.Embodiments of the invention will now be described in detail by way of example with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 und 2 sind Querschnitte durch Prüfkörper, die eine erste bzw. eine zweite Ausführungsform der Erfindung sind.Figs. 1 and 2 are cross sections through test pieces which are a first and a second embodiment of the invention, respectively.

Fig. 3 zeigt ein Schubwerkzeug, das bei der Herstellung der Ausführungsform von Fig. 6 verwendet wird.FIG. 3 shows a pusher tool used in manufacturing the embodiment of FIG. 6. FIG.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen ersten Schritt bei der Herstellung des Prüfkörpers von Fig. 6.FIG. 4 shows in cross-section a first step in the production of the test body of FIG. 6.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt einen zweiten Schritt bei der Herstellung des Prüfkörpers von Fig. 6 undFig. 5 shows in cross-section a second step in the manufacture of the test body of Fig. 6 and

Fig. 6 zeigt im Querschnitt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.Fig. 6 shows in cross section a third embodiment of the invention.

[0016] E in in den Fig. 1 und 2 gezeigter erfindungsgemäss ausgestaltender Prüfkörper weist eine Spitze 10 auf, die von einem Prüfspitzenhalter 12 getragen wird, an dem sie mit Bindemittel 14 befestigt ist. Bei diesen Ausführungsformen wird die Spitze 10 ausschliesslich von dem Bindemittel 14 in ihrer Lage gehalten.E in the invention shown in FIGS. 1 and 2 ausgestaltender test specimen has a tip 10 which is supported by a probe holder 12 to which it is attached with binder 14. In these embodiments, the tip 10 is held in place only by the binder 14.

[0017] In der Ausführungsform von Fig. 1 weist der Prüfspitzenhalter 12, der aus einem Block aus nicht rostendem Stahl hergestellt ist, ein zylindrisches Körperstück 20 und ein mit dem zylindrischen Körperstück 20 koaxiales Kopfstück 22 auf, das als Kegelstumpf mit einer flachen Befestigungsfläche 24 gestaltet ist. Die Achse des zylindrischen Körperstücks 20 steht üblicherweise senkrecht zur Befestigungsfläche 24.In the embodiment of Fig. 1, the probe holder 12, which is made of a block of stainless steel, a cylindrical body piece 20 and a coaxial with the cylindrical body piece 20 head piece 22, the truncated cone with a flat mounting surface 24th is designed. The axis of the cylindrical body piece 20 is usually perpendicular to the mounting surface 24th

[0018] Die Ausführungsform von Fig. 2 ist der von Fig. 1 ähnlich, ausser dass das Kopfstück 26 sich weiter vom zylindrischen Körperstück 20 erstreckt. Im Kopfstück ist ein axiales Sackloch 28 ausgebildet, dessen Mündung vom zylindrischen Körperstück 20 abgewandt ist. Dieses sorgt für die zusätzliche mechanische Fixierung der Spitze 10. Die Sicherung der Spitze 10 kann durch Unterschneiden des Lochs 28, entweder zum Bilden einer Schwalbenschwanzform oder mit einer radialen Nut, wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien gezeigt wird, weiter verbessert werden. In einer solchen Ausführungsform kann das Bindemittel nicht aus der Aussparung fallen, wenn es ausgehärtet ist.The embodiment of FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, except that the header 26 extends farther from the cylindrical body piece 20. In the head piece, an axial blind hole 28 is formed, the mouth of which is remote from the cylindrical body piece 20. This provides additional mechanical fixation of the tip 10. Securing the tip 10 can be further enhanced by undercutting the hole 28, either to form a dovetail shape or with a radial groove, as shown in phantom in Fig. 2. In such an embodiment, the binder may not fall out of the recess when cured.

[0019] Der Prüfspitzenhalter kann alternativ aus einem feuerfesten Werkstoff hergestellt sein, aber ansonsten den oben beschriebenen ähnlich sein.The probe holder may alternatively be made of a refractory material but otherwise similar to those described above.

[0020] In der Ausführungsform ist das Bindemittel 14 ein Keramikbindemittel, das durch Vormischen von 20 Gew.'% einer Natriumsilikatlösung und 80 Gew.-% Zirkoniumsilikatpulver zubereitet wird. Die Natriumsilikatlösung ist eine wässrige Lösung mit einer Dichte von 1,37 g/cm3 (1370 kg-rrf3), die aus einem Gemisch von Si02 und Na20 in einem Gewichtsverhältnis von 3,22:1 hergestellt wird. Bei Raumtemperatur beginnt das Bindemittel innerhalb weniger Minuten nach dem Mischen abzubinden. In diesem Beispiel ist das verwendete Bindemittel das von der Omega Engineering, Ine. hergestellte High-Temperature-CC-Bindemittel.In the embodiment, the binder 14 is a ceramic binder prepared by premixing 20% by weight of a sodium silicate solution and 80% by weight of zirconium silicate powder. The sodium silicate solution is an aqueous solution having a density of 1.37 g / cm 3 (1370 kg-rrf 3) prepared from a mixture of SiO 2 and Na 2 O in a weight ratio of 3.22: 1. At room temperature, the binder begins to set within minutes after mixing. In this example, the binder used is that manufactured by Omega Engineering, Ine. manufactured high temperature CC binders.

[0021] Zum Zusammenbauen des Prüfkörpers wird Bindemittel unmittelbar nach dem Anmischen auf die Befestigungsfläche 24 aufgetragen bzw. in das Sackloch 28 gegeben. Ein Kristall wird durch das Bindemittel 14 gepresst, bis er mit dem darunterliegenden Werkstoff des Prüfspitzenhalters 12 in Berührung kommt. Das Bindemittel darf 48 Stunden lang bei Raumtemperatur aushärten. In diesem Zustand kann ein Teil des Kristalls aus dem Bindemittel herausragen oder der Kristall vollständig im Bindemittel eingeschlossen sein.To assemble the specimen binder is applied immediately after mixing on the mounting surface 24 and placed in the blind hole 28. A crystal is pressed through the binder 14 until it contacts the underlying material of the probe tip holder 12. The binder is allowed to cure for 48 hours at room temperature. In this state, a part of the crystal may protrude from the binder or the crystal may be completely enclosed in the binder.

[0022] Der Prüfkörper kann dann so geschliffen und poliert werden, dass der Kristall und das ihn umgebende Bindemittel 14 zu einer Spitze 10 mit der gewünschten Form und Grösse geformt wird.The specimen can then be ground and polished so that the crystal and surrounding binder 14 is formed into a tip 10 having the desired shape and size.

[0023] Schliesslich wird der Prüfkörper erhitzt (in der vorliegenden Ausführungsform auf 750 °C), um die vollständige Härtung des Bindemittels zu erreichen.Finally, the specimen is heated (in the present embodiment to 750 ° C) to achieve complete curing of the binder.

[0024] Für Keramikbindemittel mit relativ grossen Partikeln oder geringeren Haftkräften ist es vorteilhaft, wenn die keramische Bindung durch mechanisches Einklemmen ergänzt wird, was zu einem Prüfkörper wie dem in Fig. 6 gezeigten führt.For ceramic binder with relatively large particles or lower adhesive forces, it is advantageous if the ceramic bond is supplemented by mechanical pinching, resulting in a test specimen as shown in Fig. 6.

[0025] Diese Ausführungsform weist eine Spitze 30, einen Prüfspitzenhalter 32 und eine Bindemittelmasse 34 auf.This embodiment has a tip 30, a probe holder 32 and a binder mass 34.

[0026] Der Prüfspitzenhalter 32 hat ein zylindrisches Körperstück, von dessen einem Ende sich ein Kopfstück 36 in der Form eines Kegelstumpfs erstreckt. Eine axiale Bohrung 38 verläuft durch die Länge des Prüfstückhalters 32. Ein dem Kopfstück 36 fernes Endteil 40 der Bohrung 38 ist mit einem Innengewinde versehen. Die Bohrung 38 im Kopfstück 36 verjüngt sich.The probe holder 32 has a cylindrical body piece from one end of which a head piece 36 in the form of a truncated cone extends. An axial bore 38 extends through the length of the Prüfstückhalters 32. A remote from the head piece 36 end portion 40 of the bore 38 is provided with an internal thread. The bore 38 in the head piece 36 tapers.

[0027] Als Hilfe beim Bau des Prüfkörpers von Fig. 6 wird ein Schubwerkzeug 50, wie in Fig. 3 gezeigt, verwendet. Das Schubwerkzeug hat im Wesentlichen die Form eines Bolzens mit einem Sechskantkopf 52 und einem sich vom Kopf 52 aus fortsetzenden Schaft 54. Der Schaft 54 hat nah am Kopf einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt und vom Kopf entfernt einen Abschnitt ohne Gewinde 56 mit kleinerem Durchmesser. Die Abschnitte des Schafts 54 werden so gewählt, dass der mit Gewinde versehene Abschnitt mit dem in die Bohrung 38 des Prüfstückhalters 32 geschnittenen Gewinde in Eingriff kommen kann, und dass der gewindefreie Abschnitt 56 in Feinpassung in das Teil der Bohrung 32 passt, das nicht mit Gewinde versehen ist.As an aid in the construction of the test specimen of Fig. 6, a pushing tool 50, as shown in Fig. 3, used. The pusher tool is substantially in the form of a bolt having a hex head 52 and a shaft 54 continuing from the head 52. The shaft 54 has a threaded portion near the head and a smaller diameter portion 56 away from the head. The portions of the shank 54 are selected so that the threaded portion can engage the thread cut into the bore 38 of the test piece holder 32, and that the unthreaded portion 56 fits snugly into the portion of the bore 32 that does not Thread is provided.

[0028] Zum Zusammenbauen des Prüfkörpers wird zuerst ein Kristall 60 durch die vom Kopfstück 36 entfernte Mündung der Bohrung 38 des Prüfstückhalters 32 in diese eingeführt. Der Kristall 60 ist so gewählt, dass er eine Grösse hat, die es möglich macht, dass ein Teil von ihm dort aus der Bohrung vorsteht, wo sie aus dem Kopfstück 36 mündet, aber so, dass er zu gross ist, um vollständig aus der Bohrung 38 herausgeführt zu werden, und stattdessen im sich verjüngenden Teil der Bohrung 38 eingeklemmt wird. Dann wird eine Masse aus frisch gemischtem Bindemittel 34 durch die vom Kopfstück 36 ferne Mündung der Bohrung 32 in diese eingeführt.To assemble the test specimen, a crystal 60 is first inserted through the mouth 36 of the bore 38 of the specimen holder 32 remote from the head 36. The crystal 60 is chosen to have a size that allows a portion of it to protrude there from the bore where it emanates from the head 36, but so that it is too large to completely out of the head Bore 38 to be led out, and instead is clamped in the tapered portion of the bore 38. Then, a mass of freshly mixed binder 34 is inserted through the mouth 36 remote from the head 36 of the bore 32 in this.

[0029] Das Schubwerkzeug 50 wird dann in die Bohrung 38 eingesetzt, wobei das Gewinde des Schubwerkzeugs 50 und des Prüfstückhalters 32 miteinander in Gewindeeingriff kommen. Das Schubwerkzeug 50 wird mithilfe seines Kopfs 52 gedreht, um es in die Bohrung 38 des Prüfspitzenhalters 32 einzutreiben. Das gewindefreie Teil des Schafts 54 des Schubwerkzeugs 50 wirkt in dem vom gewindefreien Teil der Bohrung 38 gebildeten Zylinder als Kolben, sodass das Bindemittel 34 in Richtung auf das Kopfstück 36 getrieben wird. Dort wird das Bindemittel 34 gezwungen, den Kristall 60 zu umgeben und den den Kristall 60 in der Bohrung 38 umgebenden Raum zu füllen, wie in Fig. 5 gezeigt.The pusher tool 50 is then inserted into the bore 38, wherein the threads of the pusher tool 50 and the test piece holder 32 come into threaded engagement with each other. The pusher tool 50 is rotated by its head 52 to drive it into the bore 38 of the probe holder 32. The unthreaded portion of the shaft 54 of the pusher tool 50 acts as a piston in the cylinder formed by the unthreaded portion of the bore 38, so that the binder 34 is driven toward the headpiece 36. There, the binder 34 is forced to surround the crystal 60 and to fill the space surrounding the crystal 60 in the bore 38 as shown in FIG.

[0030] Das Bindemittel 34 wird dann ausgehärtet und der Kristall 60 und das Kopfstück 36 wie oben beschrieben zu einer Prüfkörperspitze 30 geformt.The binder 34 is then cured and the crystal 60 and header 36 are formed into a test specimen tip 30 as described above.

[0031] Bei diesen verschiedenen Ausführungsformen wird der Kristall 60 mithilfe bekannter Methoden geschliffen und poliert, um ihn zu einer Prüfkörperspitze zu gestalten. Wenn der Kristall vollständig im Bindemittel eingebettet ist oder in einen Halter eingesetzt wird, der das Bindemittel durch eine mechanische Sicherung ergänzt, beinhaltet das Polieren auch einen Vorgang, der auch das Bindemittel oder das Material des Prüfstückhalters (oder beide) nach Bedarf gestaltet und poliert, um die erforderliche Prüfkörperspitzengeometrie zu formen und freizulegen. Diese kann z.B. pyramidenförmig, kugelförmig oder zylinderförmig sein.In these various embodiments, the crystal 60 is ground and polished by known methods to make it a test specimen tip. When the crystal is completely embedded in the binder or inserted into a holder supplementing the binder with a mechanical fuse, the polishing also includes a process that also shapes and polishes the binder or the material of the sample holder (or both) as needed, to form and expose the required specimen tip geometry. This can e.g. pyramidal, spherical or cylindrical.

[0032] I m Gebrauch kann ein die Erfindung ausgestaltender Prüfkörper durch Kontakt mit einem erhitzten Exemplar oder durch Erhitzen der Prüfkörperanordnung vor dem Versuch mithilfe einer angebrachten Heizvorrichtung erhitzt werden.[0032] In use, a test specimen embodying the invention may be heated by contact with a heated specimen or by heating the specimen assembly prior to attempting to use an attached heater.

[0033] Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Bestandteile des Prüfkörpers (einschliesslich Prüfspitzenhalter und Bindemittel) sind so weit wie möglich aufeinander abgestimmt, um eine unterschiedliche Ausdehnung und potenzielle Folgerisse im Bindemittel auszuschliessen.The coefficients of thermal expansion of the components of the specimen (including probe holder and binder) are as far as possible matched to exclude a different extent and potential consequences cracks in the binder.

[0034] Der fertiggestellte Prüfkörper kann dann in einer Versuchsvorrichtung montiert und zur Durchführung von Versuchen an Werkstoffproben von einer fachkundigen Person auf bekannte Weise verwendet werden. Derartige Versuche können bei erhöhten Temperaturen ohne das Risiko durchgeführt werden, dass der Prüfkörper sich verschlechtert oder die Probe beschädigt.The finished specimen can then be mounted in a trial fixture and used to perform experiments on specimens of material by a skilled person in a known manner. Such attempts may be made at elevated temperatures without the risk of the specimen deteriorating or damaging the specimen.

Geänderte PatentansprücheChanged claims

Patentansprüche 1. Prüfkörper zur Verwendung in einer Werkstoffprüfvorrichtung, der einen Prüfspitzenhalter (12) aufweist, der zur gebrauchsmässigen Befestigung an der Werkstoffprüfvorrichtung ausgebildet ist, und der eine vom Prüfspitzenhalter getragene Prüfkörperspitze (10) aufweist, wobei die Prüfkörperspitze mit einer Masse aus ausgehärtetem Keramikbindemittel (14) am Prüfspitzenhalter befestigt ist. 2. Prüfkörper nach Patentanspruch 1, wobei die Prüfkörperspitze aus einem Stück kristallinem Material hergestellt ist, wobei das kristalline Material Diamant oder eine kristalline Keramik ist. 3. Prüfkörper nach Patentanspruch 1, wobei die Prüfkörperspitze maschinell so bearbeitet ist, dass sie pyramidenförmig, kugelförmig oder zylinderförmig ist und eine vorbestimmte Abmessung hat. 4. Prüfkörper nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Bindemittel ein ausgehärtetes Gemisch aus Natriumsilikat und Zirkoniumsilikat oder aus Kaliumsilikat und Zirkoniumsilikat umfasst. 5. Prüfkörper nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Prüfkörperspitze auf einer flachen Oberfläche des Prüfspitzenhalters befestigt ist. 6. Prüfkörper nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Prüfkörperspitze in einem Sackloch des Prüfspitzenhalters befestigt und so angeordnet ist, dass sie aus dem Prüfspitzenhalter ragt. 7. Prüfkörper nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Prüfkörperspitze in einer Durchgangsbohrung des Prüfspitzenhalters sitzt und so angeordnet ist, dass sie aus dem Prüfspitzenhalter ragt. 8. Prüfkörper nach Patentanspruch 7, wobei das Bindemittel ein Volumen einnimmt, das die Prüfkörperspitze in der Durchgangsbohrung umgibt. 9. Verfahren zum Herstellen eines Prüfkörpers nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, bei dem Keramikbindemittel (14) im ausgehärteten Zustand auf einen Prüfspitzenhalter (12) aufgetragen wird, bei dem ein kristallines Material in das Bindemittel eingepresst wird, und bei dem danach das Bindemittel ausgehärtet wird. 10. Verfahren zum Herstellen eines Prüfkörpers nach einem der Patentansprüche 7 oder, 8, bei dem ein kristallines Material in eine Durchgangsbohrung in einem Prüfspitzenhalter (12) eingeführt wird, sodass es teilweise aus dem Prüfspitzenhalter ragt, bei dem unausgehärtetes Keramikbindemittel (14) in die Durchgangsbohrung eingeführt wird, bei dem veranlasst wird, dass das Bindemittel das kristalline Material in dem Prüfspitzenhalter umgibt, und bei dem danach das Bindemittel ausgehärtet wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch 9 oder Patentanspruch 10, bei dem die Prüfkörperspitze auf die gewünschte Form und Abmessungen gebracht wird, indem sowohl das kristalline Material als auch das Bindemittel einem Vorgang unterzogen wird, der Schleifen und Polieren beinhaltet. 12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, bei dem der Prüfkörper erhitzt wird, um das Bindemittel vollständig zu härten. 13. Werkstoffprüfvorrichtung, die einen Prüfkörper nach einem der Patentansprüche 1 bis 8 enthält. 14. Werkstoffprüfverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: eine Werkstoffprobe wird in einer Vorrichtung nach Anspruch 13 angebracht und der Prüfkörper wird dazu gebracht, einen Eindruck in, einen Schlag auf oder einen abtragenden Kontakt mit der Probe zu machen, wobei der Prüfkörper und/oder die Probe auf eine Temperatur von über 100 °C und insbesondere auf eine Temperatur von über 500 °C erhitzt wird/werden.Claims 1. A test specimen for use in a material testing apparatus comprising a probe holder (12) adapted for attachment to the material testing apparatus and having a specimen tip (10) carried by the probe holder, the specimen tip being coated with a mass of cured ceramic binder ( 14) is attached to the probe holder. 2. Test specimen according to claim 1, wherein the test specimen tip is made of a piece of crystalline material, wherein the crystalline material is diamond or a crystalline ceramic. 3. Test specimen according to claim 1, wherein the test specimen tip is machined so that it is pyramidal, spherical or cylindrical and has a predetermined size. 4. Test specimen according to one of the preceding claims, wherein the binder comprises a cured mixture of sodium silicate and zirconium silicate or potassium silicate and zirconium silicate. 5. Test specimen according to one of the preceding claims, wherein the Prüfkörperspitze is mounted on a flat surface of the probe holder. 6. Test specimen according to one of the claims 1 to 4, wherein the test specimen tip is fixed in a blind hole of the probe holder and arranged so that it protrudes from the probe holder. 7. Test specimen according to one of the claims 1 to 4, wherein the Prüfkörperspitze sitting in a through hole of the probe holder and is arranged so that it protrudes from the probe holder. 8. test specimen according to claim 7, wherein the binder occupies a volume surrounding the Prüfkörperspitze in the through hole. 9. A method of producing a test specimen according to any one of claims 2 to 6, wherein the ceramic binder (14) is applied in the cured state on a probe holder (12) in which a crystalline material is pressed into the binder, and then the binder is cured. A method of producing a test specimen according to any one of claims 7 or 8, wherein a crystalline material is introduced into a through-hole in a probe holder (12) such that it partially protrudes from the probe holder, wherein the uncured ceramic binder (14) penetrates into Through hole is introduced, wherein the binder is caused to surround the crystalline material in the probe holder, and then the binder is cured. A method according to claim 9 or claim 10, wherein the test specimen tip is brought to the desired shape and dimensions by subjecting both the crystalline material and the binder to a process involving grinding and polishing. 12. The method according to any one of claims 9 to 11, wherein the specimen is heated to completely cure the binder. 13. Werkstoffprüfvorrichtung containing a test specimen according to one of the claims 1 to 8. 14. A material testing method comprising the steps of: mounting a material sample in a device according to claim 13, and causing the test article to make an impact, impact or erosive contact with the sample, the test specimen and / or the sample is / are heated to a temperature of over 100 ° C and in particular to a temperature of over 500 ° C.