Norma „ASTM C1326 Štandardná skúšobná metóda pre tvrdosť pokročilej keramiky metódou Knoop indentácie“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje testovaciu metódu na stanovenie tvrdosti pokročilej keramiky metódou Knoop indentácie. Pri tejto testovacej metóde sa špicatý, kosoštvorcový, pyramídový diamantový vtlačovač predpísaného tvaru pritlačí na povrch keramiky vopred určenou silou, aby sa vytvoril relatívne malý trvalý vtlačok. Povrchový priemet dlhej uhlopriečky trvalého vtlačku sa meria pomocou svetelného mikroskopu. Dĺžka dlhej uhlopriečky a aplikovaná sila sa používajú na výpočet tvrdosti Knoop, ktorá predstavuje odpor materiálu voči prenikaniu Knoopovým vtlačovačom.
V prípade pokročilej keramiky sa na vytvorenie vtlačkov používa Knoopova indentačná tvrdosť. Povrchová projekcia dlhej uhlopriečky sa meria optickými mikroskopmi. Knoopova indentačná tvrdosť je jednou z mnohých vlastností používaných na charakterizáciu pokročilej keramiky. Boli urobené pokusy o prepojenie Knoopovej indentačnej tvrdosti s inými stupnicami tvrdosti, ale neexistujú žiadne všeobecne akceptované metódy. Takéto prevody majú obmedzený rozsah a mali by sa používať s opatrnosťou, okrem špeciálnych prípadov, keď porovnávacie testy poskytujú spoľahlivý základ pre prevod.
V prípade pokročilej keramiky sa vo všeobecnosti uprednostňuje Knoopovo vtlačovacie teliesko pred Vickersovým vtlačovacím telieskom, pretože dlhá uhlopriečka Knoopovho vtlačovacieho telieska je 2,8-krát dlhšia ako Vickersova uhlopriečka pri rovnakej sile, čo značne znižuje problém s praskaním. Na druhej strane, dlhý, tenký hrot Knoopovho vtlačovacieho telieska je ťažšie presne rozlíšiť, najmä v materiáloch s nízkym kontrastom. Vtlačovacie sily zvolené v tejto testovacej metóde sú navrhnuté tak, aby vytvorili vtlačky dostatočne veľké na to, aby boli možné s konvenčnými zariadeniami na meranie mikrotvrdosti, ale zároveň dostatočne veľké na to, aby nespôsobili praskanie.
Knoopove vtlačky sú plytšie ako Vickersove vtlačky vytvorené s rovnakou pevnosťou. Knoopove vtlačky môžu byť užitočné pri hodnotení tvrdosti povlaku.
Tvrdosť podľa Knoopa sa vypočíta vydelením aplikovanej sily plochou premietanou na povrch vzorky. Predpokladá sa, že elastická pružina úzkej uhlopriečky je zanedbateľná. Na meranie tvrdosti sa používajú aj vtlačovacie telieska Vickers, ale tvrdosť podľa Vickersa sa vypočíta z pomeru aplikovanej sily k kontaktnej ploche štyroch plôch nedeformovaného vtlačovacieho telieska.
Úplná charakterizácia tvrdosti zahŕňa merania v širokom rozsahu vtlačovacích síl. Knoopova tvrdosť keramiky sa vo všeobecnosti znižuje so zvyšujúcou sa veľkosťou vtlačku alebo vtlačovacou silou, ako je znázornené na obrázku uvedenom v norme. Táto tendencia je známa ako efekt veľkosti vtlačku. Tvrdosť sa blíži k plató konštantnej tvrdosti pri dostatočne veľkých veľkostiach vtlačku alebo silách (zaťaženiach). Skúšobné sily potrebné na dosiahnutie konštantnej tvrdosti sa líšia v závislosti od keramiky. Skúšobné sily špecifikované v tejto norme majú byť dostatočne veľké na to, aby tvrdosť bola blízko alebo nad plató, ale nie také veľké, aby spôsobili nadmerné praskanie. Odporúča sa komplexná charakterizácia efektu veľkosti vtlačku, ale presahuje rámec tejto testovacej metódy, ktorá meria tvrdosť pri jednej špecifikovanej sile.
Skúšobná metóda na stanovenie Knoopovej vtlačnej tvrdosti pokročilej keramiky určuje Knoopovu vtlačnú tvrdosť pokročilej keramiky, vrátane materiálov, ako je oxid hlinitý, zirkónium a karbid kremíka, pri nízkom zaťažení, typicky v rozmedzí od 10 do 1000 gramov-sila (gf).
Knoopov tester mikrotvrdosti používaný v týchto testoch obsahuje:
Skúšobné vzorky by mali byť hladké, ploché a vysoko leštené, aby sa minimalizoval vplyv drsnosti povrchu. Okrem toho by vzorky mali byť dostatočne hrubé a pevné, aby sa zabránilo deformácii počas testovania.
Na začiatku skúšky musí byť povrch vzorky čistý a hladko vyleštený (zvyčajne diamantovou pastou s hrubosťou 1 µm alebo jemnejšou). Vzorka sa bezpečne umiestni na stôl. Pre vtlačenie sa zvolí vhodné skúšobné zaťaženie (zvyčajne 100 gf alebo 500 gf pre keramiku). Zaťaženie sa aplikuje počas štandardného času zotrvania, zvyčajne 15 sekúnd. Vtlačok sa zapichne do vzorky so zvoleným zaťažením a časom zotrvania. Vtlačok sa opatrne vytiahne, aby sa zabránilo praskaniu. Dlhá uhlopriečka vtlačku sa meria pod mikroskopom (krátka uhlopriečka sa pri Knoopovom teste ignoruje). Na jednu vzorku sa vykoná najmenej päť meraní, aby sa zabezpečila opakovateľnosť. Výpočty sa vykonávajú pomocou vzorca uvedeného v norme.
Správa zahŕňa skúšobné zaťaženie a čas zotrvania, počet zárezov a priemernú hodnotu tvrdosti podľa Knoopa, štandardnú odchýlku alebo rozsah, typ zárezu a informácie o kalibrácii a všetky viditeľné povrchové chyby, praskliny alebo anomálie.
Tvrdosť podľa Knoopa je anizotropná; orientácia kryštálovej štruktúry môže ovplyvniť výsledky. Vyhnite sa umiestňovaniu zárezov príliš blízko k okrajom alebo k sebe. V krehkej keramike sa môžu vyskytnúť trhliny a vtlačenia trhlín by sa nemali zahrnúť do priemerov.
Knoopova metóda je preferovaná pre pokročilú keramiku z nasledujúcich dôvodov:
Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, má silný tím zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnou testovacou metódou ASTM C1326 pre tvrdosť pokročilej keramiky metódou Knoop Indentation.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
