Diamanten mit Ritzhärte 10

Harry Hautumm / pixelio.de

Alle Materialien in unserer Umgebung haben unterschiedliche Eigenschaften. Um sie leichter unterscheiden und für die passenden Zwecke einsetzen zu können, teilen wir ihre Eigenarten in verschiedene Bereiche ein. Zum Beispiel hat Metall eine gute Wärmeleitfähigkeit oder Beton eine hohe Druckfestigkeit.

Gerade beim Bohren von mineralischen Stoffen, wie mit einem Fliesenbohrer eine Fliese oder dem Glasbohrer eine Glasscheibe, ist eine Eigenschaft von besonderer Bedeutung: Die Ritzhärte. Da diese Werkstoffe nicht schneidbar sind, werden sie immer wieder geritzt, bis das Loch entstanden ist.

Im heutigen Blogbeitrag befassen wir uns näher mit der Ritzhärte und wie ihre Einteilung ist.

Was ist die Ritzhärte?

Die Ritzhärte wurde von einem Mineralogen Namens Friedrich Mohs vor etwa 200 Jahren erarbeitet und eingeführt. Das ist auch der Grund, warum diese Härte ebenfalls als Mohshärte bekannt ist. Sie zählt zu den ältesten Härteprüfverfahren und wird auch heute noch eingesetzt.

Dabei geht es um den mechanischen Widerstand eines Minerals gegen das Eindringen beim Ritzen mit einem scharfkantigen Gegenstand. Im Grunde werden also verschiedene Materialien miteinander verglichen und eine Art „Rangliste“ erstellt.

Zur einfachen Einteilung besteht diese Liste nur aus 10 „Rängen“ und wird Mohs Härteskala genannt. Als weichstes Prüfmineral gilt Talk mit dem Wert 1. Das Härteste ist Diamant mit dem Wert 10. Zwischen diesen beiden Stoffen sind alle anderen Materialien angeordnet.

Wo wird die Ritzhärte eingesetzt?

Glasbohrer mit Ritzhärte 9Besonders häufig läuft einem die Ritzhärte bei Keramikbohrern, Ziegelbohrern, Glasbohrern oder Fliesenbohrern über den Weg. Diese Werkzeuge arbeiten anders als gewöhnliche, spanabtragende Holzbohrer und Metallbohrer.

Wegen der spröden und harten Materialien würde sich ein Bohrwerkzeug mit Schneide schnell abnutzen oder den Werkstoff zerstören. Deshalb arbeitet diese speziellen Bohrer für mineralische Stoffe Ritzend und Schabend, ähnlich der Funktionsweise eines Schleifpapiers.

Die Oberfläche einer, beispielsweise Glasscheibe, wird so bei einer Umdrehung nach und nach abgeschabt, bis letztendlich das Bohrloch entstanden ist. Durch die Reibung entsteht natürlich viel Wärme, die Spannungen im Werkstoff erzeugen, die wiederum zu Sprüngen führen können. Um dem entgegen zu wirken, darf nur mit wenig Druck gebohrt werden. Zusätzlich ist eine Kühlung mit Wasser oder Schneidöl ratsam.

Prüfmethode

Um ein Material auf seine Ritzhärte prüfen zu können, muss zuerst ein Ritzmineral mit einem bekannten Härtegrad vorhanden sein. Dieses wird dann mit einer scharfen Kante über das zu prüfende Material gezogen.

Fliesenbohrer mit Ritzhärte 9Dabei entsteht in den meisten Fällen eine Ritzspur auf der Oberfläche. Lässt sie sich nicht abwischen, war das ritzende Material härter als der Prüfkörper. Sollten sich die Spuren entfernen lassen, war das ritzende Material weicher.

Weiche Mineralien lassen sich demnach mit Härteren abtragen, Harte aber nicht von Weichen. Sollte es bei dem Vergleich dazu kommen, dass beiden Mineralien keine Spuren sichtbar sind, haben sie den selben Härtegrad.

Durch die grobe Einteilung kommt es auch zu vielen Zwischenformen, z.B. wenn sich ein Stoff nicht mit der Mohshärte 3 ritzen lässt, aber der nächst härtere Prüfkörper eine Spur hinterlässt. Dann liegt dieser Stoff zwischen diesen beiden Härten und hat, beispielsweise, einen Mohs Härteskala Wert von 3,5.

Eine Besonderheit von einigen Werkstoffen ist, dass sie je nach Ritzrichtung unterschiedliche Stabilitäten aufweisen. So kann es vorkommen, dass der Wert sich durch eine Richtungsänderung um 2-3 Mohshärten unterscheidet.

Mohs Härteskala

In der folgenden Tabelle werden die verschiedenen Härtegrade mit dem Prüfmaterial aufgelistet. Als Vergleich ist die absolute Schleifhärte und die Härte nach Vickers aufgeführt.

Mohshärte
Referenzmaterial
Hilfsprüfung
absolute Schleifhärte
Härte HV (Vickers) N/mm²
1
Talk
mit Fingernagel schabbar
0,03
2,4
2
Halit /
Gips
mit Fingernagel ritzbar
1,25
36
3
Calcit /
Kalkspat
mit Kupfermünze ritzbar
4,5
109
4
Fluorit /
Flussspat
mit Messer leicht ritzbar
5
189
5
Apatit /
Mangan
mit Messer noch ritzbar
6,5
536
6
Orthoklas /
Feldspat
mit Stahlfeile ritzbar
37
795
7
Quarz
ritzt Fensterglas
120
1.120
8
Topas
ritzt gehärteten Stahl
175
1.427
9
Korund
ritzt Chrom
1.000
2.060
10
Diamant
ritzt Korund
140.000
10.060

 

Materialien mit einer Härte zwischen 1 und 3 werden als Weich bezeichnet. Zwischen 3 und 6 sind sie Mittelhart und ab 6 aufwärts Hart.

Selber testen

Da die wenigsten Menschen alle Referenzmineralien griffbereit bei sich lagernd haben, gibt es eigene Mohshärtetests auf dem Markt. Hierfür werden geschliffene Mineralspitzen in der Spitze eines Metallstiftes eingelassen die den Härten von 1-9 entsprechen.

Der Härtegrad 10 ist bei diesen Tests oft nicht dabei, da dafür eines spezielle Diamantspitze benötigt wird, die natürlich kostenintensiver ist. Sie kann gesondert erworben werden.


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