Untersuchung von gebundenen Schleifmitteln am Querschnitt

Als Schleifmittel werden Hartstoffpartikel bezeichnet, die zum Schleifen, also zum Materialabtrag durch Zerspanen mit gebundenem Korn verwendet werden. Man unterscheidet natürliche Kornwerkstoffe (Flint, Quarz, Korund, Schmirgel, Granat, Naturdiamant) und synthetische Kornwerkstoffe (synthetischer Korund, Siliziumcarbid, Chromoxid, kubisches Bornitrid, Diamant).

Schleifmittel auf Unterlagen werden beispielsweise durch ein Bindemittel auf ein Trägermaterial aufgebracht. Das Schleifmittel ist so an der Oberfläche von Schleifpapier, Schleifgewebe, Schleiffiber, Schleifvlies, Schleifschwämmen oder Schleifscheiben fixiert. Darüber hinaus können Schleifmittel zu Schleifkörpern geformt werden, indem man sie als Verbundwerkstoff in eine Matrix einbettet. Zu den Schleifkörpern zählen etwa Trenn-, Schrupp- und Diamantschleifscheiben, Honsteine, spezielle Radiergummis zum Reinigen von Oberflächen sowie Bürsten mit Schleifborstenbesatz.

In diesem Zusammenhang ist die Einbindung bzw. Anbindung zwischen den Partikeln und dem Trägermaterial durch das verwendete Bindemittel von Interesse:

REM/EDX Untersuchung eines mittels Ion-Milling präparierten Querschnitts eines SiC-Schleifpapiers.
REM/EDX Untersuchung eines SiC-Schleifpapiers am Querschnitt. Links das Elektronenmikroskopie-Bild, rechts das EDX-Elementverteilungsbild.
HINWEIS: Der Übersicht halber wurden in dem Mapping hier nicht alle mit EDX nachweisbaren Elemente aufgeführt.

Bei der in der Abbildung dargestellten  Probe handelt es sich um ein Schleifpapier, bei dem die Einbindung der Schleifpartikel in die Bindermatrix untersucht werden sollte . Das Problem bei der Präparation dieser, und vergleichbarer, Proben ist zum einen die sehr inhomogene Material-Zusammensetzung. Die Schleifpartikel haben im Vergleich zum Binder und zu dem Trägerpapier eine hohe Härte. Zudem lässt sich Papier aufgrund seiner Struktur und der Porosität nur Schlecht mittels Materialographischem Querschliff präparieren. Die SiC-Partikel hingegen lassen sich aufgrund ihrer Härte nicht mittels einer Klinge oder eines Mikrotoms schneiden. Der Querschnitt des P600 SiC-Schleifpapiers wurde daher mittels Ion-Milling erstellt, da bei dieser Präparationsmethode solche inhomogenen Materialien kein besonderes Problem darstellen.

Die Probe wurde anschließend mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Röntgenmikrobereichsanalysen (EDX) untersucht:

Typische Untersuchungsergebnisse sind oben dargestellt. Die Bilder zeigen, dass die Silizium-Karbid (SiC) Schleifpartikel auf einem Papier-Substrat mit Hilfe eines Binders fixiert sind. Die einzelnen Papierfasern des Trägermaterials sind im Querschnitt gut erkennbar. Auf dem Papier sind die, im EDX-Elementverteilungsbild rot dargestellten, SIC-Schleifpartikel identifizierbar. Diese sind eingebettet in eine organische, kalziumhaltige Matrix.

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