Химия - Твёрдость

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Твёрдость
2. Методы измерения твёрдости
3. Нормативные документы



свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела — индентора.

Твёрдость определяется как отношение величины нагрузки к площади или объему поверхности отпечатка. Различают поверхностную и объемную твёрдость:

  • поверхностная твёрдость — отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка;
  • объёмная твёрдость — отношение нагрузки к объёму отпечатка.

Различают также восстановленную и невосстановленную твёрдость. Восстановленная твёрдость определяется как отношение нагрузки к площади или объему отпечатка, а невосстановленная твёрдость определяется как отношение силы сопротивления внедрению индентора к площади или объему внедренной в материал части индентора.

Твёрдость измеряют в трёх диапазонах: макро, микро, нано. Макродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор от 2 Н до 30 кН. Микродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор до 2 Н и глубину внедрения индентора больше 0,2 мкм. Нанодиапазон регламентирует только глубину внедрения индентора, которая должна быть меньше 0,2 мкм. Часто твердость в нанодиапазоне называют нанотвердостью.

Измеряемая твердость, прежде всего, зависит от нагрузки, прикладываемой к индентору. Такая зависимость получила название размерного эффекта, в англоязычной литературе — indentation size effect. Характер зависимости твердости от нагрузки определяется формой индентора:

  • для сферического индентора — с увеличением нагрузки твердость увеличивается — обратный размерный эффект;
  • для индентора в виде пирамиды Виккерса или Берковича — с увеличением нагрузки твердость уменьшается — прямой или просто размерный эффект;
  • для сфероконического индентора — с увеличением нагрузки твердость сначала увеличивается, когда внедряется сферическая часть индентора, а затем начинает уменьшаться.


Косвенно твердость также может зависеть от:

  1. Межатомных расстояний.
  2. Координационного числа — чем выше число, тем выше твёрдость.
  3. Валентности.
  4. Природы химической связи
  5. От направления
  6. Хрупкости и ковкости
  7. Гибкости — минерал легко гнётся, изгиб не выпрямляется
  8. Упругости — минерал сгибается, но выпрямляется
  9. Вязкости — минерал трудно сломать
  10. Спайности
  11. и ряда других физико-механических свойств материала.

Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, на 58 % превосходящий по твёрдости алмаз и фуллерит. Однако практическое применение этих веществ пока маловероятно. Самым твёрдым из распространённых веществ является алмаз.



Просмотров: 3792


<<< Стойкость бетона
Твёрдые сплавы >>>