Стандартът „ASTM C1326 Стандартен метод за изпитване на твърдост по Knoop на усъвършенствана керамика“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за определяне на твърдостта по Knoop на усъвършенствана керамика. При този метод за изпитване заострен, ромбично-основан, пирамидален диамантен индентор с предписаната форма се притиска към повърхността на керамиката с предварително определена сила, за да се създаде относително малко постоянно вдлъбване. Повърхностната проекция на дългия диагонал на постоянното вдлъбване се измерва с помощта на светлинен микроскоп. Дължината на дългия диагонал и приложената сила се използват за изчисляване на твърдостта по Knoop, която представлява съпротивлението на материала на проникване от индентора по Knoop.
За усъвършенствана керамика, твърдостта по Кнуп се използва за създаване на вдлъбнатини. Повърхностната проекция на дългия диагонал се измерва с оптични микроскопи. Твърдостта по Кнуп е едно от многото свойства, използвани за характеризиране на усъвършенствана керамика. Правени са опити за свързване на твърдостта по Кнуп с други скали за твърдост, но не съществуват общоприети методи. Такива преобразувания са ограничени по обхват и трябва да се използват с повишено внимание, освен в специални случаи, когато сравнителните тестове предоставят надеждна основа за преобразуване.
За усъвършенствана керамика, инденторът Knoop обикновено е предпочитан пред индентора Vickers, тъй като дългият диагонал на Knoop е 2,8 пъти по-дълъг от диагонала на Vickers за същата сила, което прави напукването много по-малък проблем. От друга страна, дългият, тънък връх на индентора Knoop е по-труден за прецизно разграничаване, особено при материали с нисък контраст. Силите на вдлъбване, избрани в този метод на изпитване, са проектирани да създават вдлъбнатини, достатъчно големи, за да бъдат възможни с конвенционално оборудване за микротвърдост, но достатъчно големи, за да не причинят напукване.
Вдлъбнатините по Кнуп са по-плитки от вдлъбнатините по Викерс, направени със същата якост. Вдлъбнатините по Кнуп могат да бъдат полезни при оценката на твърдостта на покритието.
Твърдостта по Кнуп се изчислява чрез разделяне на приложената сила на проектираната площ върху повърхността на образеца. Приема се, че еластичното отпускане на тесния диагонал е пренебрежимо малко. За измерване на твърдостта се използват и индентори по Викерс, но твърдостта по Викерс се изчислява от съотношението на приложената сила към контактната площ на четирите страни на недеформирания индентор.
Пълното характеризиране на твърдостта включва измервания в широк диапазон от сили на вдлъбване. Твърдостта по Кнуп на керамиката обикновено намалява с увеличаване на размера на вдлъбнатината или силата на вдлъбване, както е илюстрирано на фигурата, предоставена в стандарта. Тази тенденция е известна като ефект на размера на вдлъбнатината. Твърдостта се доближава до плато с постоянна твърдост при достатъчно големи размери на вдлъбнатината или сили (натоварвания). Изпитвателните сили, необходими за постигане на постоянна твърдост, варират в зависимост от керамиката. Изпитвателните сили, посочени в този стандарт, са предназначени да бъдат достатъчно големи, за да бъде твърдостта близо до или над платото, но не толкова големи, че да причинят прекомерно напукване. Препоръчва се цялостно характеризиране на ефекта на размера на вдлъбнатината, но то е извън обхвата на този метод за изпитване, който измерва твърдостта при една единствена определена сила.
Методът за изпитване на твърдостта по Knoop при вдлъбване на усъвършенствана керамика определя твърдостта по Knoop при вдлъбване на усъвършенствана керамика, включително материали като алуминиев оксид, цирконий и силициев карбид, при ниски натоварвания, обикновено вариращи от 10 до 1000 грама сила (gf).
Микротвърдомерът Knoop, използван в тези тестове, включва:
Тестваните образци трябва да бъдат гладки, плоски и силно полирани, за да се сведе до минимум ефектът от грапавостта на повърхността. Освен това образците трябва да са достатъчно дебели и твърди, за да се предотврати деформация по време на изпитването.
В началото на изпитването повърхността на пробата трябва да бъде чиста и гладко полирана (обикновено с диамантена паста с размер на частиците 1 µm или по-фина). Пробата се поставя здраво върху масата. За вдлъбнатината се избира подходящо изпитвателно натоварване (обикновено 100 gf или 500 gf за керамика). Натоварването се прилага за стандартно време на престой, обикновено 15 секунди. Вдлъбнатината се спуска в пробата с избраното натоварване и време на престой. Вдлъбнатината се изважда внимателно, за да се предотврати напукване. Дългият диагонал на вдлъбнатината се измерва под микроскоп (късият диагонал се игнорира при теста на Кнуп). За всяка проба се правят най-малко пет измервания, за да се осигури повторяемост. Изчисленията се правят по формулата, дадена в стандарта.
Отчитането включва тестово натоварване и време на престой, брой прорези и средна стойност на твърдостта по Кнуп, стандартно отклонение или диапазон, вид на прореза и информация за калибрирането, както и всички видими повърхностни дефекти, пукнатини или аномалии.
Твърдостта по Кнуп е анизотропна; ориентацията на кристалната структура може да повлияе на резултатите. Избягвайте поставянето на прорези твърде близо до ръбовете или заедно. В крехката керамика могат да се появят пукнатини и вдлъбнатините от пукнатини не трябва да се включват в средните стойности.
Методът на Кнуп е предпочитан за усъвършенствана керамика поради следните причини:
Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване ASTM C1326 за твърдост на усъвършенствана керамика по Knoop.
Можете да ни помолите да попълним формуляра, за да получим среща, да получим по-подробна информация или да поискаме оценка.
