استاندارد "ASTM C1326 Standard Test Method for Knoop Indentation Hardness of Advanced Ceramics" که توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) تدوین شده است، روشی برای تعیین سختی فرورفتگی نوپ سرامیک‌های پیشرفته را شرح می‌دهد. در این روش آزمایش، یک فرورونده الماسی هرمی نوک‌تیز با پایه لوزی و شکل مشخص با نیروی از پیش تعیین‌شده بر روی سطح سرامیک فشرده می‌شود تا یک فرورفتگی دائمی نسبتاً کوچک ایجاد شود. برآمدگی سطح قطر بلند فرورفتگی دائمی با استفاده از میکروسکوپ نوری اندازه‌گیری می‌شود. طول قطر بلند و نیروی اعمال‌شده برای محاسبه سختی نوپ استفاده می‌شوند که نشان دهنده مقاومت ماده در برابر نفوذ فرورونده نوپ است.
برای سرامیک‌های پیشرفته، از سختی فرورفتگی نوپ برای ایجاد فرورفتگی استفاده می‌شود. برآمدگی سطح مورب بلند با میکروسکوپ‌های نوری اندازه‌گیری می‌شود. سختی فرورفتگی نوپ یکی از خواص متعددی است که برای توصیف سرامیک‌های پیشرفته استفاده می‌شود. تلاش‌هایی برای مرتبط کردن سختی فرورفتگی نوپ با سایر مقیاس‌های سختی انجام شده است، اما هیچ روش عمومی پذیرفته‌شده‌ای وجود ندارد. چنین تبدیل‌هایی از نظر دامنه محدود هستند و باید با احتیاط استفاده شوند، مگر در موارد خاص که آزمایش‌های مقایسه‌ای مبنای قابل اعتمادی برای تبدیل ارائه می‌دهند.
برای سرامیک‌های پیشرفته، فرورونده نوپ عموماً بر فرورونده ویکرز ترجیح داده می‌شود زیرا طول مورب بلند نوپ 2,8 برابر بلندتر از قطر ویکرز برای نیروی یکسان است و ترک خوردن را بسیار کمتر مشکل می‌کند. از سوی دیگر، تشخیص دقیق نوک بلند و نازک فرورونده نوپ، به ویژه در مواد با کنتراست کم، دشوارتر است. نیروهای فرورونده انتخاب شده در این روش آزمایش به گونه‌ای طراحی شده‌اند که فرورفتگی‌هایی به اندازه کافی بزرگ ایجاد کنند که با تجهیزات میکروسختی معمولی امکان‌پذیر باشد، اما به اندازه کافی بزرگ نباشند که باعث ترک خوردن شوند.
فرورفتگی‌های نوپ نسبت به فرورفتگی‌های ویکرز که با همان استحکام ایجاد می‌شوند، کم‌عمق‌تر هستند. فرورفتگی‌های نوپ می‌توانند در ارزیابی سختی پوشش مفید باشند.
سختی نوپ با تقسیم نیروی اعمال شده بر مساحت تصویر شده روی سطح نمونه محاسبه می‌شود. فرض بر این است که برگشت فنری الاستیک قطر باریک ناچیز است. فرورونده‌های ویکرز نیز برای اندازه‌گیری سختی استفاده می‌شوند، اما سختی ویکرز از نسبت نیروی اعمال شده به مساحت تماس چهار وجه فرورونده تغییر شکل نیافته محاسبه می‌شود.
توصیف کامل سختی شامل اندازه‌گیری‌ها در طیف وسیعی از نیروهای فرورفتگی است. سختی نوپ سرامیک‌ها عموماً با افزایش اندازه فرورفتگی یا نیروی فرورفتگی کاهش می‌یابد، همانطور که در شکل ارائه شده در استاندارد نشان داده شده است. این گرایش به عنوان اثر اندازه فرورفتگی شناخته می‌شود. سختی در اندازه‌ها یا نیروهای فرورفتگی (بارهای) به اندازه کافی بزرگ، به سختی ثابت فلات نزدیک می‌شود. نیروهای آزمایش مورد نیاز برای دستیابی به سختی ثابت با توجه به سرامیک متفاوت است. نیروهای آزمایش مشخص شده در این استاندارد به اندازه کافی بزرگ در نظر گرفته شده‌اند تا سختی نزدیک یا بالاتر از فلات باشد، اما نه آنقدر بزرگ که باعث ترک خوردگی بیش از حد شود. توصیف جامع اثر اندازه فرورفتگی توصیه می‌شود، اما فراتر از محدوده این روش آزمایش است که سختی را در یک نیروی مشخص واحد اندازه‌گیری می‌کند.
روش آزمایش سختی فرورفتگی نوپ سرامیک‌های پیشرفته، سختی فرورفتگی نوپ سرامیک‌های پیشرفته، شامل موادی مانند اکسید آلومینیوم، زیرکونیوم و کاربید سیلیکون، را تحت بارهای کم که معمولاً از 10 تا 1000 گرم-نیرو (gf) متغیر است، تعیین می‌کند.
دستگاه میکروسختی سنج Knoop که در این آزمایش‌ها استفاده می‌شود شامل موارد زیر است:
نمونه‌های آزمایش باید صاف، مسطح و بسیار صیقلی باشند تا اثرات زبری سطح به حداقل برسد. علاوه بر این، نمونه‌ها باید به اندازه کافی ضخیم و سفت باشند تا از تاب برداشتن در حین آزمایش جلوگیری شود.
در ابتدای آزمایش، سطح نمونه باید تمیز و صاف و صیقلی باشد (معمولاً با خمیر الماس ۱ میکرومتر یا ریزتر). نمونه به طور محکم روی میز قرار می‌گیرد. بار آزمایشی مناسب برای فرورفتگی انتخاب می‌شود (معمولاً ۱۰۰ gf یا ۵۰۰ gf برای سرامیک). بار برای مدت زمان توقف استاندارد، معمولاً ۱۵ ثانیه، اعمال می‌شود. فرورفتگی با بار و زمان توقف انتخاب شده به داخل نمونه فرو می‌رود. فرورفتگی با دقت برداشته می‌شود تا از ترک خوردن جلوگیری شود. قطر بلند فرورفتگی زیر میکروسکوپ اندازه‌گیری می‌شود (قطر کوتاه در Knoop نادیده گرفته می‌شود). برای اطمینان از تکرارپذیری، حداقل پنج اندازه‌گیری برای هر نمونه انجام می‌شود. محاسبات با استفاده از فرمول ارائه شده در استاندارد انجام می‌شود.
گزارش شامل بار آزمایش و زمان توقف، تعداد شیارها و میانگین مقدار سختی نوپ، انحراف معیار یا محدوده، نوع شیار و اطلاعات کالیبراسیون و هرگونه نقص، ترک یا ناهنجاری سطحی قابل مشاهده است.
سختی نوپ ناهمسانگرد است؛ جهت‌گیری ساختار کریستالی می‌تواند بر نتایج تأثیر بگذارد. از قرار دادن شیارها خیلی نزدیک به لبه‌ها یا خیلی نزدیک به هم خودداری کنید. ترک‌ها می‌توانند در سرامیک‌های شکننده ایجاد شوند و فرورفتگی‌های ترک نباید در میانگین‌ها لحاظ شوند.
روش نوپ به دلایل زیر برای سرامیک‌های پیشرفته ترجیح داده می‌شود:
سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با روش استاندارد آزمون ASTM C1326 برای سختی فرورفتگی نوپ سرامیک‌های پیشرفته ارائه می‌دهیم.
برای دریافت قرار ملاقات، برای دریافت اطلاعات دقیق تر و یا درخواست ارزیابی، می توانید از ما بخواهید فرم ما را پر کند و به شما برسد.
