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2. Bruchstatistische und bruchmechanische Grundlagen 
In sprödharten Werkstoffen tritt an einer Fehlstelle zuerst überkritische Bauteilbeanspruchung 
auf, ein Fehler ist jeweils der Bruchauslöser. Ein Bruchpräparat, auch wenn es unter sehr 
einfachen Bedingungen hergestellt wurde, zeigt daher den buchauslösenden Fehler in der 
Bruchfläche. Das Problem ist nun, die Fehlstelle zu finden und richtig zu interpretieren. 
Details sind in /Mun89, Mai92/ beschrieben und sollen im Folgenden kurz angerissen werden. 
Mit steigender Zug-Nennbeanspruchung erreicht die Spannungskonzentration an der maximal 
beanspruchten Fehlstelle einen kritischen Wert. Diese maximal beanspruchte Fehlstelle führt 
unabhängig und eigenverantwortlich zum Bruch, d.h. das "schwächste Glied" der Kette führt 
zum Versagen des keramischen Bauteils. Man spricht in diesem Zusammenhang vom soge- 
nannten Weakest-Link-Modell. Die Theorie von Griffith besagt: 
Das Versagen der Keramik geht immer von einer kritisch beanspruchten Fehlstelle aus. 
Die in technischer Keramik üblicherweise statistische Verteilung der Fehlstellen bewirkt eine 
statistische Streuung der Festigkeit (Weibull-Theorie). Daraus resultiert der sogenannte 
Größeneffekt. Dieser Effekt wird durch folgende Gleichung beschrieben: 
62/61 = (Ver / Ver) nn * für Fı = F2=F- const. 
Hierbei stellen F die Bruchwahrscheinlichkeit und V.# das effektiv auf Zug beanspruchte 
Volumen dar. Der Weibull-Modul my ist ein Maß für die Homogenität der Fehlergrößen- 
verteilung (großes m = geringe Streubreite). Bei der Präparation sollte daher das Volumen, in 
dem der Riß entstehen kann, nicht zu sehr eingegrenzt werden. 
Die Kombination von Beanspruchung und Fehlergröße, -geometrie und -lage kann zu einer 
kritischen Beanspruchung eines Fehlers führen. Dies führt zum zum Versagen des 
keramischen Bauteils. 
Die Lokalisierung versagensrelevanter Fehler in polykristallinen Werkstoffen ist mittels 
Schliffpräparaten praktisch unmöglich und selbst auf Bruchflächen problematisch. 
Bruchpräparate bieten jedoch eine gute Chance, mit niedrigem technischen Aufwand Fehler 
zu detektieren. Die Versagensrelevanz ist abhängig von Prüfbedingungen und Analyseergebnis 
zu klären. Speziell bei Oberflächenfehlern (z.B. Bearbeitung, Korrosionsnarben) wurden gute 
Ergebnisse erzielt. 
3. Herstellung von Bruchpräparaten 
Zur Planung der Präparation muß geklärt sein, welche Aussage erwartet wird. 
» Ein Schliff eingnet sich besonders für Gefügeuntersuchungen und ermöglicht u.a. auch 
teilquantifizierbare chemische Untersuchungen mit EDX, 
» ein Bruchpräparat sucht und zeigt Fehler, verfolgt Risse und Defekte. 
» Oberflächenfehler werden an Biege- und Torsionsbruchpräparaten untersucht, 
» Volumenfehler findet man durch Zugbeanspruchung, z.B. in Innendruckberstproben 
Zur Herstellung eines Bruchpräparats muß die Probe durch Trennen so vorpräpariert werden, 
daß sich durch eine realisierbare Krafteinleitung der erforderliche Bruchverlauf einstellt. Dabei 
soll die interessanteste Stelle bzw. der Bereich mit den erwarteten Fehlern in der 
Hauptzugzone liegen, Lage und Richtung der erwarteten Risse / Trennungen sind zu 
berücksichtigen. Das Präparat wird erstellt durch Bruch der Probe in geeigneter Vorrichtung. 
Versuche mit nahezu reinem Zug erfordern hohen Aufwand, für die Präparation ist überlagerte 
Biegung - sofern bei der Interpretation berücksichtigt - meist kein Nachteil