A norma "ASTM C1326 Método de Teste Padrão para Dureza de Indentação Knoop de Cerâmicas Avançadas", desenvolvida pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), descreve um método de teste para determinar a dureza de indentação Knoop de cerâmicas avançadas. Neste método de teste, um indentador de diamante piramidal, pontiagudo e de base rômbica, com o formato prescrito, é pressionado contra a superfície de uma cerâmica com uma força predeterminada para criar uma indentação permanente relativamente pequena. A projeção da superfície da diagonal longa da indentação permanente é medida usando um microscópio óptico. O comprimento da diagonal longa e a força aplicada são usados para calcular a dureza Knoop, que representa a resistência do material à penetração pelo indentador Knoop.
Para cerâmicas avançadas, a dureza de indentação Knoop é usada para criar indentações. A projeção da superfície da diagonal longa é medida com microscópios ópticos. A dureza de indentação Knoop é uma das muitas propriedades usadas para caracterizar cerâmicas avançadas. Tentativas têm sido feitas para relacionar a dureza de indentação Knoop a outras escalas de dureza, mas não existem métodos geralmente aceitos. Essas conversões têm escopo limitado e devem ser usadas com cautela, exceto em casos especiais em que testes comparativos fornecem uma base confiável para a conversão.
Para cerâmicas avançadas, o indentador Knoop é geralmente preferível ao indentador Vickers porque a diagonal longa do Knoop é 2,8 vezes maior que a diagonal Vickers para a mesma força, tornando a fissuração muito menos problemática. Por outro lado, a ponta longa e fina do indentador Knoop é mais difícil de distinguir com precisão, especialmente em materiais de baixo contraste. As forças de indentação selecionadas neste método de teste são projetadas para produzir indentações grandes o suficiente para serem possíveis com equipamentos convencionais de microdureza, mas grandes o suficiente para não causar fissuras.
As indentações Knoop são mais superficiais do que as indentações Vickers feitas com a mesma resistência. As indentações Knoop podem ser úteis na avaliação da dureza do revestimento.
A dureza Knoop é calculada dividindo-se a força aplicada pela área projetada na superfície da amostra. Supõe-se que o retorno elástico da diagonal estreita seja desprezível. Indentadores Vickers também são usados para medir a dureza, mas a dureza Vickers é calculada a partir da razão entre a força aplicada e a área de contato das quatro faces do indentador não deformado.
Uma caracterização completa da dureza envolve medições em uma ampla faixa de forças de indentação. A dureza Knoop de cerâmicas geralmente diminui com o aumento do tamanho da indentação ou da força de indentação, conforme ilustrado na figura fornecida na norma. Essa tendência é conhecida como efeito do tamanho da indentação. A dureza se aproxima de uma dureza constante de platô em tamanhos de indentação ou forças (cargas) suficientemente grandes. As forças de teste necessárias para atingir a dureza constante variam com a cerâmica. As forças de teste especificadas nesta norma devem ser grandes o suficiente para que a dureza esteja próxima ou acima do platô, mas não tão grandes a ponto de causar rachaduras excessivas. Uma caracterização abrangente do efeito do tamanho da indentação é recomendada, mas está além do escopo deste método de teste, que mede a dureza em uma única força especificada.
O método de teste para dureza de indentação Knoop de cerâmicas avançadas determina a dureza de indentação Knoop de cerâmicas avançadas, incluindo materiais como óxido de alumínio, zircônio e carboneto de silício, sob cargas baixas que variam tipicamente de 10 a 1000 gramas-força (gf).
O testador de microdureza Knoop usado nesses testes inclui:
Os corpos de prova devem ser lisos, planos e altamente polidos para minimizar os efeitos da rugosidade da superfície. Além disso, devem ser suficientemente espessos e rígidos para evitar deformações durante o teste.
No início do teste, a superfície da amostra deve estar limpa e suavemente polida (geralmente com pasta de diamante de 1 µm ou mais fina). A amostra é colocada com segurança sobre a mesa. A carga de teste apropriada é selecionada para a indentação (geralmente 100 gf ou 500 gf para cerâmica). A carga é aplicada por um tempo de permanência padrão, tipicamente 15 segundos. A indentação é abaixada na amostra com a carga e o tempo de permanência selecionados. A indentação é cuidadosamente removida para evitar rachaduras. A diagonal longa da indentação é medida sob um microscópio (a diagonal curta é ignorada no Knoop). Pelo menos cinco medições são feitas por amostra para garantir a repetibilidade. Os cálculos são feitos usando a fórmula fornecida na norma.
Os relatórios incluem carga de teste e tempo de permanência, número de entalhes e valor médio de dureza Knoop, desvio padrão ou intervalo, tipo de entalhe e informações de calibração, além de quaisquer defeitos, rachaduras ou anomalias visíveis na superfície.
A dureza Knoop é anisotrópica; a orientação da estrutura cristalina pode afetar os resultados. Evite colocar entalhes muito próximos das bordas ou muito próximos uns dos outros. Trincas podem ocorrer em cerâmicas quebradiças, e indentações de trincas não devem ser incluídas nas médias.
O método Knoop é preferido para cerâmicas avançadas pelos seguintes motivos:
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