કઠિનતાની વ્યાખ્યા

સામગ્રી વિજ્ઞાનમાં, કઠિનતા એ યાંત્રિક ઇન્ડેન્ટેશન અથવા ઘર્ષણ દ્વારા પ્રેરિત સ્થાનિક પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ સામે પ્રતિકારનું માપ છે. સામાન્ય રીતે, વિવિધ સામગ્રી તેમની કઠિનતામાં અલગ પડે છે; ઉદાહરણ તરીકે, ટાઇટેનિયમ અને બેરિલિયમ જેવી સખત ધાતુઓ સોડિયમ અને મેટાલિક ટીન અથવા લાકડા અને સામાન્ય પ્લાસ્ટિક જેવી નરમ ધાતુઓ કરતાં સખત હોય છે. કઠિનતાના વિવિધ માપ છે: સ્ક્રેચ કઠિનતા, ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા અને રિબાઉન્ડ કઠિનતા.

સખત પદાર્થના સામાન્ય ઉદાહરણોમાં સિરામિક્સ, કોંક્રિટ, ચોક્કસ ધાતુઓ અને સુપરહાર્ડ સામગ્રીઓ છે, જે નરમ પદાર્થ સાથે વિરોધાભાસી હોઈ શકે છે.

કઠિનતા માપનના મુખ્ય પ્રકારો

કઠિનતા માપનના ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છે: સ્ક્રેચ, ઇન્ડેન્ટેશન અને રીબાઉન્ડ. માપનના આ દરેક વર્ગમાં, વ્યક્તિગત માપન ભીંગડા હોય છે.

(1) સ્ક્રેચ કઠિનતા

સ્ક્રેચ કઠિનતા એ માપ છે કે તીક્ષ્ણ પદાર્થના ઘર્ષણને કારણે નમૂના અસ્થિભંગ અથવા કાયમી પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ માટે કેટલું પ્રતિરોધક છે. સિદ્ધાંત એ છે કે સખત સામગ્રીથી બનેલી વસ્તુ નરમ સામગ્રીથી બનેલી વસ્તુને ખંજવાળ કરશે. કોટિંગ્સનું પરીક્ષણ કરતી વખતે, સ્ક્રેચ કઠિનતા ફિલ્મ દ્વારા સબસ્ટ્રેટને કાપવા માટે જરૂરી બળનો સંદર્ભ આપે છે. સૌથી સામાન્ય પરીક્ષણ મોહ્સ સ્કેલ છે, જેનો ઉપયોગ ખનિજશાસ્ત્રમાં થાય છે. આ માપન કરવા માટેનું એક સાધન સ્ક્લેરોમીટર છે.

આ પરીક્ષણો કરવા માટે વપરાતું બીજું સાધન પોકેટ કઠિનતા ટેસ્ટર છે. આ ટૂલમાં ચાર પૈડાવાળી ગાડી સાથે જોડાયેલા ગ્રેજ્યુએટેડ નિશાનો સાથે સ્કેલ આર્મનો સમાવેશ થાય છે. તીક્ષ્ણ રિમ સાથેનું સ્ક્રેચ ટૂલ પરીક્ષણ સપાટી પર પૂર્વનિર્ધારિત ખૂણા પર માઉન્ટ થયેલ છે. તેનો ઉપયોગ કરવા માટે, જાણીતા સમૂહનું વજન ગ્રેજ્યુએટેડ નિશાનોમાંના એક પર સ્કેલ આર્મમાં ઉમેરવામાં આવે છે, અને પછી સાધનને સમગ્ર પરીક્ષણ સપાટી પર દોરવામાં આવે છે. વજન અને નિશાનોનો ઉપયોગ જટિલ મશીનરીની જરૂરિયાત વિના જાણીતા દબાણને લાગુ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(2) ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા

ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા તીક્ષ્ણ પદાર્થમાંથી સતત કમ્પ્રેશન લોડને કારણે સામગ્રીના વિરૂપતા માટે નમૂનાના પ્રતિકારને માપે છે. ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા માટેના પરીક્ષણોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એન્જિનિયરિંગ અને ધાતુશાસ્ત્રમાં થાય છે. પરીક્ષણો વિશિષ્ટ રીતે પરિમાણ અને લોડ કરેલા ઇન્ડેન્ટર દ્વારા છોડવામાં આવેલા ઇન્ડેન્ટેશનના નિર્ણાયક પરિમાણોને માપવાના મૂળભૂત આધાર પર કામ કરે છે.

સામાન્ય ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતાના ભીંગડા રોકવેલ, વિકર્સ, શોર અને બ્રિનેલ છે.

(3) રીબાઉન્ડ કઠિનતા

રીબાઉન્ડ કઠિનતા, જેને ગતિશીલ કઠિનતા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે હીરા-ટીપવાળા હેમરના "બાઉન્સ" ની ઊંચાઈને માપે છે જે નિશ્ચિત ઊંચાઈથી સામગ્રી પર પડે છે. આ પ્રકારની કઠિનતા સ્થિતિસ્થાપકતા સાથે સંબંધિત છે. આ માપ લેવા માટે વપરાતું ઉપકરણ સ્ટીરિયોસ્કોપ તરીકે ઓળખાય છે.

રીબાઉન્ડ કઠિનતાને માપતા બે ભીંગડા લીબ રીબાઉન્ડ કઠિનતા પરીક્ષણ અને બેનેટ કઠિનતા સ્કેલ છે.

અલ્ટ્રાસોનિક કોન્ટેક્ટ ઇમ્પીડેન્સ (UCI) પદ્ધતિ ઓસીલેટીંગ સળિયાની આવર્તનને માપીને કઠિનતા નક્કી કરે છે. સળિયામાં ધાતુની શાફ્ટ હોય છે જેમાં વાઇબ્રેટિંગ તત્વ હોય છે અને એક છેડે પિરામિડ આકારના હીરા લગાવેલા હોય છે.

પસંદ કરેલી સખત અને સુપરહાર્ડ સામગ્રીની વિકર્સ કઠિનતા

70-150 GPa ની રેન્જમાં વિકર્સ કઠિનતા સાથે, ડાયમંડ એ અત્યાર સુધીની સૌથી સખત જાણીતી સામગ્રી છે. હીરા ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને ઇલેક્ટ્રિકલી ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો બંને દર્શાવે છે, અને આ સામગ્રી માટે વ્યવહારુ એપ્લિકેશન શોધવામાં ખૂબ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે.

1950 ના દાયકાથી ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે કૃત્રિમ હીરાનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના કાર્યક્રમોમાં થાય છે: ટેલિકોમ્યુનિકેશન, લેસર ઓપ્ટિક્સ, હેલ્થ કેર, કટીંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ અને ડ્રિલિંગ વગેરે. કૃત્રિમ હીરા પીડીસી કટર માટે મુખ્ય કાચો માલ પણ છે.

જો તમને PDC કટર્સમાં રસ હોય અને વધુ માહિતી અને વિગતો જોઈતી હોય, તો તમે ડાબી બાજુએ ફોન અથવા મેઇલ દ્વારા અમારો સંપર્ક કરી શકો છો અથવા પેજના તળિયે અમને મેઇલ મોકલી શકો છો.