Definícia tvrdosti

Vo vede o materiáloch je tvrdosť mierou odolnosti voči lokalizovanej plastickej deformácii vyvolanej buď mechanickým vtlačením alebo abráziou. Vo všeobecnosti sa rôzne materiály líšia svojou tvrdosťou; napríklad tvrdé kovy ako titán a berýlium sú tvrdšie ako mäkké kovy ako sodík a kovový cín, alebo drevo a bežné plasty. Existujú rôzne merania tvrdosti: tvrdosť vrypu, tvrdosť vtlačenia a tvrdosť odrazu.

Bežnými príkladmi tvrdej hmoty sú keramika, betón, určité kovy a supertvrdé materiály, ktoré možno porovnávať s mäkkou hmotou.

Hlavné typy meraní tvrdosti

Existujú tri hlavné typy meraní tvrdosti: vryp, vtlačenie a odraz. V rámci každej z týchto tried merania existujú individuálne meracie stupnice.

(1) Tvrdosť proti poškriabaniu

Tvrdosť proti poškriabaniu je mierou odolnosti vzorky voči zlomeniu alebo trvalej plastickej deformácii v dôsledku trenia o ostrý predmet. Princíp spočíva v tom, že predmet z tvrdšieho materiálu poškriabe predmet z mäkšieho materiálu. Pri testovaní povlakov sa tvrdosť vrypu vzťahuje na silu potrebnú na prerezanie filmu k substrátu. Najbežnejším testom je Mohsova stupnica, ktorá sa používa v mineralógii. Jedným z nástrojov na toto meranie je sklerometer.

Ďalším nástrojom, ktorý sa používa na tieto testy, je vreckový tvrdomer. Tento nástroj pozostáva z ramena stupnice s odstupňovanými značkami pripevneného k štvorkolesovému vozíku. Nástroj na škrabanie s ostrým okrajom je namontovaný vo vopred určenom uhle k testovaciemu povrchu. Na jeho použitie sa k ramenu váhy pridá závažie známej hmotnosti na jednej zo stupňovitých značiek a nástroj sa potom ťahá cez skúšobný povrch. Použitie závažia a značiek umožňuje aplikovať známy tlak bez potreby komplikovaného strojového zariadenia.

(2) Tvrdosť vtlačenia

Indentačná tvrdosť meria odolnosť vzorky voči deformácii materiálu v dôsledku konštantného kompresného zaťaženia od ostrého predmetu. Skúšky vtlačovej tvrdosti sa používajú predovšetkým v strojárstve a metalurgii. Testy fungujú na základnom predpoklade merania kritických rozmerov vtlačenia zanechaného špecificky dimenzovaným a zaťaženým indentorom.

Bežné stupnice tvrdosti sú okrem iného Rockwell, Vickers, Shore a Brinell.

(3) Odrazová tvrdosť

Odrazová tvrdosť, tiež známa ako dynamická tvrdosť, meria výšku „odskoku“ kladiva s diamantovým hrotom, ktoré spadne z pevnej výšky na materiál. Tento typ tvrdosti súvisí s elasticitou. Zariadenie používané na toto meranie je známe ako stereoskop.

Dve stupnice, ktoré merajú odrazovú tvrdosť, sú Leebov test odrazovej tvrdosti a Bennettova stupnica tvrdosti.

Metóda ultrazvukovej kontaktnej impedancie (UCI) určuje tvrdosť meraním frekvencie oscilujúcej tyče. Tyč sa skladá z kovového hriadeľa s vibračným prvkom a diamantu v tvare pyramídy namontovaného na jednom konci.

Tvrdosť podľa Vickersa vybraných tvrdých a supertvrdých materiálov

Diamant je doteraz najtvrdší známy materiál s tvrdosťou podľa Vickersa v rozsahu 70–150 GPa. Diamant vykazuje vysokú tepelnú vodivosť aj elektricky izolačné vlastnosti a veľká pozornosť sa venuje hľadaniu praktických aplikácií tohto materiálu.

Syntetické diamanty sa vyrábajú na priemyselné účely od 50. rokov minulého storočia a používajú sa v širokej škále aplikácií: telekomunikácie, laserová optika, zdravotníctvo, rezanie, brúsenie a vŕtanie atď. Syntetické diamanty sú tiež kľúčovou surovinou pre PDC frézy.

Ak máte záujem o PDC frézy a chcete viac informácií a podrobností, môžete NÁS KONTAKTOVAŤ telefonicky alebo poštou vľavo, alebo NÁM POŠLITE MAIL v spodnej časti stránky.