הגדרה של קשיות
הגדרה של קשיות
במדעי החומרים, קשיות היא מדד לעמידות בפני דפורמציה פלסטית מקומית הנגרמת על ידי הזחה מכנית או שחיקה. באופן כללי, חומרים שונים נבדלים בקשיותם; לדוגמה, מתכות קשות כגון טיטניום ובריליום קשות יותר ממתכות רכות כגון נתרן ופח מתכתי, או עץ ופלסטיק רגיל. ישנן מדידות שונות של קשיות: קשיות שריטות, קשיות הזחה וקשיות ריבאונד.
דוגמאות נפוצות לחומר קשיח הן קרמיקה, בטון, מתכות מסוימות וחומרים סופר קשים, שניתן להעמידם בניגוד לחומר רך.
סוגים עיקריים של מדידות קשיות
ישנם שלושה סוגים עיקריים של מדידות קשיות: שריטה, הזחה וריבאונד. בתוך כל אחת ממעמדות המדידה הללו, ישנם סולמות מדידה בודדים.
(1) קשיות שריטות
קשיות השריטות היא המדד למידת עמידותה של מדגם בפני שבר או עיוות פלסטי קבוע עקב חיכוך מחפץ חד. העיקרון הוא שחפץ העשוי מחומר קשה יותר ישרוט חפץ העשוי מחומר רך יותר. בעת בדיקת ציפויים, קשיות שריטות מתייחסת לכוח הדרוש לחתוך דרך הסרט אל המצע. המבחן הנפוץ ביותר הוא סולם Mohs, המשמש במינרלוגיה. כלי אחד לבצע מדידה זו הוא סקלרומטר.
כלי נוסף המשמש לביצוע בדיקות אלו הוא בודק קשיות הכיס. כלי זה מורכב מזרוע קנה מידה עם סימונים מדורגים המחוברים לכרכרה בעלת ארבעה גלגלים. כלי שריטה עם שפה חדה מותקן בזווית קבועה מראש למשטח הבדיקה. על מנת להשתמש בו מתווסף משקל מהמסה הידועה לזרוע הסולם באחד מהסימונים המדורגים, ולאחר מכן הכלי נמשך על פני משטח הבדיקה. השימוש במשקל ובסימונים מאפשר הפעלת לחץ ידוע ללא צורך במכונות מסובכות.
(2) קשיות השקע
קשיות הכניסה מודדת את ההתנגדות של מדגם לעיוות חומר עקב עומס דחיסה קבוע מחפץ חד. בדיקות לקשיות הזחה משמשות בעיקר בהנדסה ומטלורגיה. הבדיקות פועלות על הנחת היסוד של מדידת הממדים הקריטיים של שקע שהושאר על ידי שקע בעל מימדים ועמוסים במיוחד.
מאזני קשיות הזחה הנפוצים הם בין היתר Rockwell, Vickers, Shore ו-Brinell.
(3) קשיות ריבאונד
קשיות ריבאונד, הידועה גם בשם קשיות דינמית, מודדת את גובה ה"קפיצה" של פטיש בעל קצה יהלום שנפל מגובה קבוע על חומר. סוג זה של קשיות קשור לגמישות. המכשיר המשמש לביצוע מדידה זו ידוע בשם סטריאוסקופ.
שני סולמות המודדים קשיות ריבאונד הם מבחן קשיות הריבאונד Leeb וסולם קשיות בנט.
שיטת עכבת המגע האולטראסונית (UCI) קובעת את הקשיות על ידי מדידת התדירות של מוט מתנודד. המוט מורכב מפיר מתכת עם אלמנט רוטט ויהלום בצורת פירמידה המותקן בקצה אחד.
קשיות ויקרס של חומרים קשיחים וסופר-קשים נבחרים
יהלום הוא החומר הקשה ביותר הידוע עד כה, עם קשיות ויקרס בטווח של 70-150 GPa. יהלום מפגין גם מוליכות תרמית גבוהה וגם תכונות בידוד חשמלי, ותשומת לב רבה הוקדשה למציאת יישומים מעשיים לחומר זה.
יהלומים סינתטיים מיוצרים למטרות תעשייתיות מאז שנות ה-50 ומשמשים במגוון רחב של יישומים: טלקומוניקציה, אופטיקה לייזר, בריאות, חיתוך, השחזה וקידוח וכו'. יהלומים סינתטיים הם גם חומר הגלם המרכזי עבור חותכי PDC.
אם אתם מעוניינים בחותכי PDC ורוצים מידע ופרטים נוספים, ניתן ליצור קשר בטלפון או בדואר משמאל, או שלח לנו דואר בתחתית העמוד.
