Štandardná skúšobná metóda ASTM C1895 na stanovenie Mohsovej tvrdosti v škrabaní

Norma „ASTM C1895 Štandardná skúšobná metóda na stanovenie Mohsovej tvrdosti proti poškriabaniu“, ktorú vydala Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje skúšobnú metódu na stanovenie Mohsovej tvrdosti proti poškriabaniu keramických dlaždíc, sklenených dlaždíc a iných tvrdých povrchov. Mohsova tvrdosť proti poškriabaniu je užitočným nástrojom na stanovenie odolnosti keramických dlaždíc proti poškriabaniu. Odolnosť proti poškriabaniu sa určuje vizuálnym pozorovaním povrchu keramickej dlaždice po pokuse o poškriabanie nástrojom so známou tvrdosťou.

Zariadenie použité v týchto testoch zahŕňa:

• Tvrdomery.
• Sane na tvrdomer: Upínací prípravok používaný na držanie tvrdomera pod uhlom 70 stupňov plus alebo mínus 5 stupňov. Sane by mali byť schopné vyvinúť silu 3,2 kg plus alebo mínus 0,2 kg v bode, kde sa bod tvrdosti dotýka testovanej vzorky. To sa dá dosiahnuť pridaním pomocného závažia k saniam. Sane by mali byť vybavené rukoväťou, ktorá pomáha pri ťahaní tvrdomera po testovanej vzorke. Celková hmotnosť potrebná na vyvinutie požadovanej sily sa líši v závislosti od celkovej hmotnosti v saniach a, ak sa používa pomocné závažie, od jeho umiestnenia na saniach.
• Klenotnícka lupa alebo iné vhodné zväčšovacie zariadenie.
• Brúsny kameň alebo brúsny kameň: Povrch vyrobený z materiálu vhodného na brúsenie brúsnych nástrojov. Brúsne kamene s diamantovým povlakom a brúsne kamene vyrobené z oxidu hlinitého alebo korundu sú známe svojou dobrou funkčnosťou.
• Voliteľný farbiaci roztok, napríklad 1-percentný roztok metylénovej modrej.

Skúšobná vzorka musí pozostávať aspoň z jednej dlaždice. Skúšobné vzorky s rozmermi do 15 cm x 15 cm by sa mali na testovanie ponechať nerozrezané. Vzorky so stranami väčšími ako 15 cm sa môžu pre jednoduchšie použitie zmenšiť na najmenej 15 cm.

Brúsne hroty sa môžu používaním opotrebovať. Pred testovaním skontrolujte hrot hrotu pod lupou, aby ste sa uistili, že je ostrý a má rovnomerný zúžený tvar. Brúsne hroty môže byť potrebné nabrúsiť, aby sa odstránili ploché miesta alebo nedokonalosti. Na nabrúsenie brúsneho hrotu ho vyberte a vložte do skľučovadla elektrickej vŕtačky. Držte brúsny hrot v uhle približne 20 stupňov k brúsnemu kameňu a pomocou elektrickej vŕtačky ním otáčajte. Nadmerné teplo z trenia môže zmeniť tvrdosť hrotu. Aby ste predišli prehriatiu, udržiavajte brúsny kameň vlhký a nepokúšajte sa ho brúsiť dlhšie ako 10 sekúnd.

Stručne povedané, norma ASTM C1895 je štandardná testovacia metóda určená na hodnotenie tvrdosti proti poškriabaniu podľa Mohsovej stupnice keramických dlaždíc, sklenených dlaždíc a iných tvrdých povrchov. Táto metóda určuje, ktorý štandardný minerál (na základe Mohsovej stupnice) môže viditeľne poškriabať povrch vzorky za určitých podmienok. Táto norma poskytuje jednoduchý a reprodukovateľný spôsob merania odolnosti materiálu proti poškriabaniu a porovnáva ju s Mohsovými štandardmi tvrdosti (od mäkších minerálov, ako je mastenec, až po najtvrdší korund).

Táto metóda sa široko používa v oblasti kontroly kvality, výberu materiálov a výskumu, najmä v stavebníctve, keramike, leteckom priemysle, elektronike a priemysle náterov.

Vo všeobecnosti táto testovacia metóda pozostáva z nasledujúcich krokov:

• Príprava povrchu: Materiál sa čistí a pripravuje podľa štandardných pokynov.
• Skúšky škrabancami: Použitím sady referenčných minerálov so známou Mohsovou tvrdosťou sa každý z nich poškriabe po povrchu kontrolovanou silou.
• Vizuálna kontrola: Pozorovatelia kontrolujú, ktoré minerály sú viditeľne viditeľné na povrchu.
• Tvrdosť: Mohsova hodnota tvrdosti sa určuje podľa najtvrdšieho minerálu, ktorý vytvára viditeľný škrabanec.

Test sa spolieha na vizuálnu detekciu povrchových stôp, preto je dôslednosť operátora a vhodné osvetlenie kľúčové. Keďže nerieši všetky bezpečnostné riziká, používatelia by mali nosiť vhodné osobné ochranné prostriedky a dodržiavať laboratórne protokoly.

Friedrich Mohs bol nemecký mineralóg, ktorý je najznámejší vďaka vývoju Mohsovej stupnice na meranie tvrdosti minerálov. Táto stupnica hodnotí minerály na základe ich schopnosti navzájom sa škrabať. Je to jednoduchá, ale účinná metóda na určovanie a porovnávanie tvrdosti prírodných materiálov.

Mohsova stupnica bola jedným z prvých praktických a systematických spôsobov klasifikácie minerálov a umožnila prístup k testovaniu tvrdosti a jeho ľahkú reprodukovateľnosť v teréne. Hoci sú dnes k dispozícii presnejšie testy tvrdosti, Mohsova stupnica zostáva základným konceptom v mineralógii a materiálovom inžinierstve.

Úroveň tvrdosti každého minerálu na klasickej Mohsovej stupnici, kde je možné každý minerál zoškrabať, je nasledovná:

• 1 = Mastenec: Detský púder
• 2 = Sadra: Krieda, sadrokartón
• 3 = Kalcit: Vápenec, tumy
• 4 = Fluorit: Kryštály fluoritu
• 5 = Apatit: Zubná sklovina
• 6 = Ortoklas: Živec v žule
• 7 = Kremeň: Piesok, sklo
• 8 = Topás: Niektoré drahé kamene
• 9 = korund: zafíry, rubíny
• 10 = Diamant: Najtvrdší známy prírodný materiál

Mohsova stupnica tvrdosti proti poškriabaniu je dôležitá, pretože poskytuje rýchly a praktický spôsob posúdenia odolnosti materiálu voči poškriabaniu. To priamo ovplyvňuje jeho trvanlivosť, funkciu a vzhľad, najmä v reálnom použití. Táto metóda sa považuje za dôležitú z nasledujúcich dôvodov:

• Trvanlivosť a odolnosť voči oderu: Materiály s vyššou Mohsovou tvrdosťou lepšie odolávajú poškodeniu povrchu. Sú užitočné v podlahách, pracovných doskách, dlaždiciach, dyhách, šošovkách a elektronike, kde každodenný kontakt, oder alebo trenie môžu spôsobiť škrabance. Napríklad keramické dlaždice s tvrdosťou 7+ sa ľahko nepoškriabu pieskom (kremeňom). Obrazovky telefónov potrebujú tvrdosť nad 6, aby odolali škrabancom od mincí alebo kľúčov.
• Výber materiálu a dizajn: Pomáha dizajnérom vybrať materiály vhodné pre prostredia s vysokou premávkou a opotrebovaním (napr. nemocnice, verejná doprava, kuchyne). Napríklad pri výbere skla pre solárne panely alebo okná musí byť odolné voči poškriabaniu od prachu unášaného vetrom (zvyčajne na báze kremeňa).
• Kontrola kvality a súlad s normami: Norma ASTM C1895 a podobné normy používajú Mohsovu stupnicu tvrdosti na zabezpečenie toho, aby výrobky spĺňali špecifikácie odolnosti voči poškriabaniu. Keramická dlaždica inzerovaná ako odolná voči poškriabaniu musí prejsť testom tvrdosti, aby sa potvrdilo jej tvrdenie.
• Identifikácia minerálov v teréne: V geológii a baníctve ide o rýchlu, nenáročnú metódu na identifikáciu neznámych minerálov. Geológovia môžu poškriabať minerál známym predmetom (napríklad nožom alebo nechtom), aby odhadli jeho tvrdosť.

V dôsledku toho je norma ASTM C1895 široko používanou testovacou metódou na hodnotenie odolnosti proti poškriabaniu pomocou Mohsovej stupnice. Jej jednoduchosť, cenová dostupnosť a použiteľnosť na keramické a tvrdé povrchy z nej robia cenný nástroj pri kontrole kvality a špecifikáciách v rôznych odvetviach.

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 C1895 na stanovenie tvrdosti v škrabaní podľa Mohsovej stupnice.