Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM C1326 İleri seramiklerin Knoop girinti sertliği için standart test yöntemi” standardında, ileri seramiklerin Knoop girinti sertliğinin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test yönteminde, önceden belirlenmiş bir kuvvetle, öngörülen şekle sahip sivri, eşkenar dörtgen tabanlı, piramitsel bir elmas girinti, nispeten küçük, kalıcı bir girinti oluşturmak için bir seramiğin yüzeyine bastırılır. Kalıcı girintinin uzun diyagonalinin yüzey izdüşümü bir ışık mikroskobu kullanılarak ölçülür. Uzun diyagonalin uzunluğu ve uygulanan kuvvet, malzemenin Knoop girinti tarafından penetrasyona karşı direncini temsil eden Knoop sertliğini hesaplamak için kullanılır.
İleri seramikler için, girintiler oluşturmak için Knoop girintileri kullanılır. Uzun diyagonalin yüzey izdüşümü optik mikroskoplarla ölçülür. Knoop girinti sertliği, gelişmiş seramikleri karakterize etmek için kullanılan birçok özellikten biridir. Knoop girinti sertliğini diğer sertlik ölçekleriyle ilişkilendirmek için girişimlerde bulunulmuştur, ancak genel olarak kabul görmüş yöntemler mevcut değildir. Bu tür dönüşümler kapsam olarak sınırlıdır ve karşılaştırma testleri ile dönüşüm için güvenilir bir temel elde edildiği özel durumlar haricinde dikkatli kullanılmalıdır.
İleri seramikler için, Knoop girintisi genellikle Vickers girintisine tercih edilir, çünkü Knoop uzun diyagonal uzunluğu aynı kuvvet için Vickers diyagonalinden 2,8 kat daha uzundur ve çatlama çok daha az sorun teşkil eder. Öte yandan, Knoop girintisinin uzun ve ince ucu, özellikle düşük kontrastlı malzemelerde, hassas bir şekilde ayırt edilmesi daha zordur. Bu test yönteminde seçilen girinti kuvvetleri, geleneksel mikro sertlik ekipmanıyla mümkün olabilecek kadar büyük, ancak çatlamaya neden olmayacak kadar büyük girintiler üretmek üzere tasarlanmıştır.
Knoop girintisi aynı kuvvette yapılan Vickers girintilerinden daha sığdır. Knoop girintileri kaplama sertliklerinin değerlendirilmesinde yararlı olabilir.
Knoop sertliği, uygulanan kuvvetin numune yüzeyindeki izdüşüm alanına bölünmesi ile hesaplanır. Dar diyagonalin elastik geri yaylanmasının ihmal edilebilir olduğu varsayılır. Vickers indenterleri de sertliği ölçmek için kullanılır, ancak Vickers sertliği, uygulanan kuvvetin deforme olmamış indenterin dört yüzünün temas alanına oranından hesaplanır.
Tam bir sertlik karakterizasyonu, geniş bir girinti kuvveti aralığı üzerindeki ölçümleri içerir. Seramiklerin Knoop sertliği, standart içinde verilen şekilde gösterildiği gibi, genellikle artan girinti boyutu veya girinti kuvvetiyle azalır. Bu eğilim, girinti boyutu etkisi olarak bilinir. Sertlik, yeterince büyük girinti boyutu veya kuvvetlerde (yükler) bir plato sabit sertliğine yaklaşır. Sabit bir sertlik elde etmek için gereken test kuvvetleri seramiğe göre değişir. Bu standartta belirtilen test kuvvetinin, sertliğin platoya yakın veya plato üzerinde olması için yeterince büyük olması amaçlanmıştır, ancak aşırı çatlamaya neden olacak kadar büyük olmamalıdır. Girinti boyutu etkisinin kapsamlı bir karakterizasyonu önerilir, ancak sertliği tek bir belirlenmiş kuvvette ölçen bu test yönteminin kapsamı dışındadır.
İleri seramiklerin Knoop girinti sertliği için test yöntem, alüminyum oksit, zirkonyum ve silisyum karbür gibi malzemeler dahil olmak üzere ileri seramiklerin Knoop girinti sertliğini, tipik olarak 10 ila 1000 gram-kuvvet (gf) arasında değişen düşük yükler altında belirler.
Bu testlerde kullanılan Knoop mikro sertlik test cihazı şunları içerir:
Test numuneleri, yüzey pürüzlülük etkilerini en aza indirmek için yüzey pürüzsüz, düz ve son derece cilalı olmalıdır. Ayrıca numuneler test sırasında bükülmeyi önlemek için yeterince kalın ve sert olmalıdır.
Teste başlarken numune yüzeyinin temiz ve düzgün bir şekilde cilalanmış olması gerekir (genellikle 1 µm veya daha ince elmas macunu ile). Numune tablaya güvenli bir şekilde yerleştirilir. Çentik için uygun test yükü seçilir (genellikle seramikler için 100 gf veya 500 gf). Yük, esas olarak 15 saniye olan standart bir bekleme süresi için uygulanır. Çentik, seçilen yük ve bekleme süresiyle numuneye indirilir. Çatlamayı önlemek için çentik dikkatlice geri çekilir. Çentik uzun köşegenini bir mikroskop altında ölçülür (kısa köşegen Knoop’ta göz ardı edilir). Tekrarlanabilirliği sağlamak için numune başına en az 5 ölçüm yapılır. Standart içinde verilen formül kullanılarak hesaplama yapılır.
Raporlamaya test yükü ve bekleme süresi, çentik sayısı ve ortalama Knoop sertliği değeri, standart sapma veya aralık, çentik türü ve kalibrasyon bilgisi ve herhangi bir görünür yüzey kusuru, çatlak veya anormallik bilgisi eklenir.
Knoop sertliği anizotropiktiri, kristal yapının yönelimi sonuçları etkileyebilir. Çentikleri kenarlara veya birbirine çok yakın yerleştirmekten kaçınmak gerekir. Kırılgan seramiklerde çatlaklar oluşabilir, ortalamalara çatlak girintileri dahil edilmemelidir.
Knoop yöntemi şu nedenlerle ileri seramikler için tercih edilir:
Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM C1326 İleri seramiklerin Knoop girinti sertliği için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.
Randevu almak, daha detaylı bilgi edinmek yada değerlendirme talep etmek için formumuzu doldurarak size ulaşmamızı isteyebilirsiniz.
EUROLAB , raporlama ve belgelendirme faaliyetlerini, United Accreditation Foundation (UAF), Türk Akreditasyon Kurumu (TÜRKAK), Enterprise Accreditation Foundation (EAF) kuruluşundan sağladığı akreditasyona dayanarak sürdürmektedir. Enterprise Accreditation Foundation (EAF), aynı zamanda Birleşmiş Milletler (UN GLOBAL COMPACT) imzacısıdır.
