Standarden "ASTM C1326 Standard Test Method for Knoop Indentation Hardness of Advanced Ceramics", utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod för att bestämma Knoop-indentationshårdheten hos avancerad keramik. I denna testmetod pressas en spetsig, rombisk, pyramidformad diamantindentator med den föreskrivna formen mot ytan av en keramik med en förutbestämd kraft för att skapa en relativt liten permanent intryckning. Ytprojektionen av den permanenta intryckningens långa diagonal mäts med hjälp av ett ljusmikroskop. Längden på den långa diagonalen och den applicerade kraften används för att beräkna Knoop-hårdheten, som representerar materialets motståndskraft mot penetration av Knoop-indentatorn.
För avancerad keramik används Knoop-indentationshårdhet för att skapa intryckningar. Ytprojektionen av den långa diagonalen mäts med optiska mikroskop. Knoop-indentationshårdhet är en av många egenskaper som används för att karakterisera avancerad keramik. Försök har gjorts att relatera Knoop-indentationshårdhet till andra hårdhetsskalor, men inga allmänt accepterade metoder finns. Sådana omvandlingar är begränsade i omfattning och bör användas med försiktighet förutom i speciella fall där jämförande tester ger en tillförlitlig grund för omvandling.
För avancerad keramik är Knoop-indentern generellt att föredra framför Vickers-indentern eftersom Knoop-indenterns långa diagonal är 2,8 gånger längre än Vickers-diagonalen för samma kraft, vilket gör sprickbildning mycket mindre problematiskt. Å andra sidan är den långa, tunna spetsen på Knoop-indentern svårare att exakt urskilja, särskilt i material med låg kontrast. De intryckningskrafter som valts i denna testmetod är utformade för att producera intryckningar som är tillräckligt stora för att vara möjliga med konventionell mikrohårdhetsutrustning, men tillräckligt stora för att inte orsaka sprickbildning.
Knoop-indentationer är grundare än Vickers-indentationer gjorda med samma hållfasthet. Knoop-indentationer kan vara användbara för att utvärdera beläggningshårdhet.
Knoophårdhet beräknas genom att dividera den applicerade kraften med den projicerade arean på provytan. Det antas att den elastiska återfjädringen hos den smala diagonalen är försumbar. Vickers-indentatorer används också för att mäta hårdhet, men Vickers-hårdhet beräknas utifrån förhållandet mellan den applicerade kraften och kontaktarean hos de fyra ytorna av den odeformerade indentatorn.
En fullständig hårdhetskarakterisering innefattar mätningar över ett brett spektrum av intryckningskrafter. Knoop-hårdheten hos keramik minskar generellt med ökande intryckningsstorlek eller intryckningskraft, vilket illustreras i figuren i standarden. Denna tendens är känd som intryckningsstorlekseffekten. Hårdheten närmar sig en platåkonstant hårdhet vid tillräckligt stora intryckningsstorlekar eller krafter (belastningar). De testkrafter som krävs för att uppnå konstant hårdhet varierar med keramiken. De testkrafter som anges i denna standard är avsedda att vara tillräckligt stora för att hårdheten ska vara nära eller över platån, men inte så stora att de orsakar överdriven sprickbildning. En omfattande karakterisering av intryckningsstorlekseffekten rekommenderas men ligger utanför ramen för denna testmetod, som mäter hårdhet vid en enda specificerad kraft.
Testmetoden för Knoop-intryckningshårdhet hos avancerad keramik bestämmer Knoop-intryckningshårdheten hos avancerad keramik, inklusive material som aluminiumoxid, zirkonium och kiselkarbid, under låga belastningar, vanligtvis från 10 till 1000 gramskraft (gf).
Knoop-mikrohårdhetsmätaren som används i dessa tester inkluderar:
Testprover bör vara släta, plana och högglanspolerade för att minimera effekterna av ytjämnheter. Dessutom bör proverna vara tillräckligt tjocka och styva för att förhindra skevhet under provning.
I början av testet måste provytan vara ren och slätt polerad (vanligtvis med 1 µm eller finare diamantpasta). Provet placeras säkert på bordet. Lämplig testbelastning väljs för intryckningen (vanligtvis 100 gf eller 500 gf för keramik). Belastningen appliceras under en standarduppehållstid, vanligtvis 15 sekunder. Intryckningen sänks ner i provet med vald belastning och uppehållstid. Intryckningen dras försiktigt tillbaka för att förhindra sprickbildning. Intryckningens långa diagonal mäts under ett mikroskop (den korta diagonalen ignoreras i Knoop). Minst fem mätningar görs per prov för att säkerställa repeterbarhet. Beräkningar görs med hjälp av formeln som anges i standarden.
Rapporteringen inkluderar testbelastning och uppehållstid, antal skåror och genomsnittligt Knoop-hårdhetsvärde, standardavvikelse eller intervall, typ av skåra och kalibreringsinformation samt eventuella synliga ytdefekter, sprickor eller avvikelser.
Knoophårdheten är anisotrop; kristallstrukturens orientering kan påverka resultaten. Undvik att placera skåror för nära kanterna eller ihop med varandra. Sprickor kan uppstå i spröd keramik, och sprickindragningar bör inte inkluderas i medelvärdena.
Knoop-metoden är att föredra för avancerad keramik av följande skäl:
Vår organisation, som i åratal har stöttat företag inom alla sektorer genom ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsaktiviteter, har ett starkt team av anställda som noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM C1326 Standard Test Method for Knoop Indentation Hardness of Advanced Ceramics.
Du kan be oss fylla i vårt formulär för att få en tid, för att få mer detaljerad information eller för att begära en utvärdering.
