Định nghĩa độ cứng

Trong khoa học vật liệu, độ cứng là thước đo khả năng chống lại sự biến dạng dẻo cục bộ gây ra bởi sự lõm vào hoặc mài mòn cơ học. Nói chung, các vật liệu khác nhau khác nhau về độ cứng của chúng; ví dụ, các kim loại cứng như titan và berili cứng hơn các kim loại mềm như natri và thiếc kim loại, hoặc gỗ và các loại nhựa thông thường. Có các phép đo độ cứng khác nhau: độ cứng xước, độ cứng vết lõm và độ cứng bật lại.

Các ví dụ phổ biến về vật chất cứng là gốm sứ, bê tông, một số kim loại và vật liệu siêu cứng, có thể tương phản với vật chất mềm.

Các loại phép đo độ cứng chính

Có ba loại phép đo độ cứng chính: độ xước, độ lõm và độ bật. Trong mỗi loại đo lường này, có các thang đo lường riêng.

(1) Độ cứng xước

Độ cứng của vết xước là thước đo khả năng chống đứt gãy hoặc biến dạng dẻo vĩnh viễn của mẫu do ma sát từ một vật sắc nhọn. Nguyên tắc là một vật làm bằng vật liệu cứng hơn sẽ làm xước một vật làm bằng vật liệu mềm hơn. Khi kiểm tra lớp phủ, độ cứng của vết xước đề cập đến lực cần thiết để cắt xuyên qua lớp phim với bề mặt nền. Phép thử phổ biến nhất là thang Mohs, được sử dụng trong khoáng vật học. Một công cụ để thực hiện phép đo này là máy đo huyết áp kế.

Một công cụ khác được sử dụng để thực hiện các bài kiểm tra này là máy đo độ cứng bỏ túi. Dụng cụ này bao gồm một tay cân với các vạch chia độ được gắn vào một cỗ xe bốn bánh. Một dụng cụ cào có vành sắc được gắn ở một góc xác định trước so với bề mặt thử nghiệm. Để sử dụng nó, một trọng lượng có khối lượng đã biết được thêm vào tay cân tại một trong các vạch chia độ, và dụng cụ này sau đó được vẽ trên bề mặt thử nghiệm. Việc sử dụng trọng lượng và dấu hiệu cho phép áp dụng một áp suất đã biết mà không cần đến máy móc phức tạp.

(2) Độ cứng vết lõm

Độ cứng vết lõm đo khả năng chống biến dạng của mẫu đối với sự biến dạng của vật liệu do tải trọng nén không đổi từ một vật sắc nhọn. Các phép thử độ cứng vết lõm chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật và luyện kim. Các bài kiểm tra hoạt động dựa trên tiền đề cơ bản là đo các kích thước quan trọng của một vết lõm được để lại bởi một vết lõm có kích thước cụ thể và được tải.

Các thang đo độ cứng vết lõm phổ biến là Rockwell, Vickers, Shore và Brinell, trong số những thang đo khác.

(3) Độ cứng hồi phục

Độ cứng dội lại, còn được gọi là độ cứng động, đo độ cao của độ "nảy" của một chiếc búa có gắn kim cương được thả từ một độ cao cố định xuống một vật liệu. Loại độ cứng này có liên quan đến độ đàn hồi. Thiết bị được sử dụng để thực hiện phép đo này được gọi là kính soi nổi.

Hai thang đo độ cứng phục hồi là phép thử độ cứng phục hồi Leeb và thang đo độ cứng Bennett.

Phương pháp trở kháng tiếp xúc siêu âm (UCI) xác định độ cứng bằng cách đo tần số của thanh dao động. Thanh bao gồm một trục kim loại có bộ phận dao động và một viên kim cương hình chóp được gắn ở một đầu.

Độ cứng Vickers của các vật liệu cứng và siêu cứng được chọn

Kim cương là vật liệu cứng nhất được biết đến cho đến nay, với độ cứng Vickers trong khoảng 70–150 GPa. Kim cương thể hiện cả tính chất dẫn nhiệt và cách điện cao, và nhiều người đã chú ý đến việc tìm kiếm các ứng dụng thực tế cho vật liệu này.

Kim cương tổng hợp đã được sản xuất cho mục đích công nghiệp từ những năm 1950 và được sử dụng trong nhiều ứng dụng: viễn thông, quang học laser, chăm sóc sức khỏe, cắt, mài và khoan, v.v ... Kim cương tổng hợp cũng là nguyên liệu chính cho máy cắt PDC.

Nếu bạn quan tâm đến máy cắt PDC và muốn biết thêm thông tin và chi tiết, bạn có thể LIÊN HỆ với chúng tôi qua điện thoại hoặc mail ở bên trái, hoặc GỬI MAIL cho chúng tôi ở cuối trang.