صلابة المواد
مقدمة في الصلابة
الصلادة هي خاصية أساسية للمواد، تشير إلى قدرتها على تحمل التشوه أو الخدش أو التآكل. وهي خاصية أساسية في مختلف المجالات مثل علم المواد والهندسة والجيولوجيا.
أنواع الصلابة
هناك عدة طرق لتوصيف صلابة المادة، وأكثرها شيوعًا هي
صلابة المسافة البادئة:
هذه هي الطريقة الأكثر استخدامًا لتحديد الصلابة. وهي تقيس عمق أو حجم المسافة البادئة المتبقية على سطح المادة عند تطبيق قوة محددة بواسطة أداة قياس المسافة البادئة. تشمل الاختبارات الشائعة لصلابة المسافة البادئة ما يلي:
لصلابة برينل: يستخدم فولاذ صلب أو كرة كربيد لتثبيط المادة تحت حمولة محددة. ويستخدم في المقام الأول للمواد ذات الهياكل الخشنة أو غير المتجانسة، مثل المسبوكات والمطروقات.
لصلابة روكويل: يقيس عمق اختراق المسافة البادئة في المادة تحت حمولة ثابتة. ويستخدم على نطاق واسع في الصناعة لمواد مثل المعادن والسبائك، حيث يوفر قياس صلابة سريع وموثوق.
لصلادة فيكرز: يستخدم أداة إندنتر هرمية ماسية لإنشاء مسافة بادئة. ويُعد اختبار فيكرز مفيدًا بشكل خاص للمواد الرقيقة أو الطلاءات الرقيقة وينطبق على مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن والسيراميك والطلاءات.
صلابة الخدش:
يقيس هذا الاختبار قدرة المادة على مقاومة الخدش بواسطة مادة أكثر صلابة. مقياس موس لصلابة المعادن، الذي يتراوح من 1 (التلك) إلى 10 (الماس)، هو مقياس صلابة الخدش المعروف. ويشيع استخدامه في الجيولوجيا وعلم المعادن لتقييم الصلابة النسبية للمعادن المختلفة.
الصلابة المرتدة:
يُعرف أيضًا باسم اختبار صلابة شور ، ويقيس سرعة ارتداد المطرقة ذات الرأس الماسي التي تضرب المادة. ويُستخدم عادةً للمواد المرنة والبلاستيك والمواد الأكثر ليونة.
تطبيقات الصلابة
تُعد الصلابة خاصية مهمة للعديد من التطبيقات الهندسية :
- أدوات القطع: الصلابة ضرورية للمواد المستخدمة في أدوات القطع، مثل المثاقب وأدوات المخرطة وشفرات المنشار، لمقاومة التآكل أثناء عمليات التشغيل الآلي عالية السرعة.
- المواد الكاشطة: تُستخدم المواد الصلبة في المنتجات الكاشطة مثل عجلات الطحن وورق الصنفرة ومركبات التلميع، حيث تضمن الصلابة العالية إزالة المواد بكفاءة.
- المكونات المقاومة للاهتراء: في صناعات السيارات والفضاء، تُصنع المكونات مثل أجزاء المحرك والمحامل والتروس من مواد ذات صلابة عالية لتحمل التآكل وتقليل الحاجة إلى الاستبدال المتكرر.
- طلاء الأسطح: يتم تطبيق الطلاءات الصلبة، مثل طلاءات الكربون الشبيه بالماس (DLC)، على مختلف الأدوات والمكونات لتعزيز مقاومة التآكل وإطالة عمر الأجزاء الحرجة.
جدول مقياس موس للصلادة
مقياس موس للصلادة هو مقياس يستخدم لقياس الصلابة النسبية للمعادن. وهو يتراوح من 1 (الأكثر نعومة) إلى 10 (الأكثر صلابة)، حيث يمثل كل مستوى قدرة مادة ما على خدش مادة أخرى.
|
الرتبة |
المعدن |
الصلابة |
|
1 |
التلك |
1 |
|
2 |
جبس |
2 |
|
3 |
الكالسيت |
3 |
|
4 |
فلوريت |
4 |
|
5 |
الأباتيت |
5 |
|
6 |
أورثوكلاز |
6 |
|
7 |
كوارتز |
7 |
|
8 |
توباز |
8 |
|
9 |
اكسيد الالمونيوم |
9 |
|
10 |
الماس |
10 |
- التلك ( الأنعم) يمكن أن تخدشه جميع المعادن الأخرى.
- الماس(الأكثر صلابة) يمكن أن يخدش جميع المعادن الأخرى.
-لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).
الأسئلة المتداولة
ما الغرض من مقياس موس للصلادة؟
يُستخدم مقياس موس للصلادة لتحديد مقاومة المعادن للخدش والمساعدة في تحديدها وتصنيفها.
كيف يختلف مقياس موس للصلادة عن مقاييس الصلابة الأخرى؟
على عكس المقاييس الكمية مثل فيكرز أو روكويل، فإن مقياس موس ترتيبي ويعتمد على قدرة معدن ما على خدش معدن آخر.
هل يمكن استخدام مقياس موس للصلادة للمعادن؟
على الرغم من أن مقياس موس يستخدم في المقام الأول للمعادن، إلا أنه يمكن أن يعطي فكرة عامة عن صلابة المعدن، على الرغم من أن المقاييس المتخصصة غالباً ما تكون مفضلة للمعادن.
لماذا يُعطى الماس أعلى قيمة صلادة في مقياس موس؟
يتمتع الألماس بأعلى مقاومة للخدش من بين المعادن الطبيعية، مما يجعله الأكثر صلابة على مقياس موس.
كيف يتم تطبيق مقياس موس للصلابة في الحياة اليومية؟
يُستخدم في مختلف الصناعات لاختيار المواد ومراقبة الجودة وفي المجوهرات لتقييم متانة الأحجار الكريمة.
Chin Trento
