มาตรฐาน "ASTM C1326 Standard Test Method for Knoop Indentation Hardness of Advanced Ceramics" ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบเพื่อหาค่าความแข็งของการกดแบบ Knoop ของเซรามิกขั้นสูง ในวิธีการทดสอบนี้ หัวกดรูปเพชรทรงพีระมิดปลายแหลมรูปทรงขนมเปียกปูนรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนตามที่กำหนด จะถูกกดลงบนพื้นผิวของเซรามิกด้วยแรงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เพื่อสร้างรอยกดถาวรที่มีขนาดเล็ก การวัดพื้นผิวของเส้นทแยงมุมยาวของรอยกดถาวรนั้นใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ความยาวของเส้นทแยงมุมยาวและแรงที่กระทำจะถูกใช้ในการคำนวณค่าความแข็งแบบ Knoop ซึ่งแสดงถึงความต้านทานการทะลุทะลวงของวัสดุโดยหัวกดแบบ Knoop
สำหรับเซรามิกขั้นสูง จะใช้ค่าความแข็งแบบรอยบุ๋ม Knoop เพื่อสร้างรอยบุ๋ม การวัดพื้นผิวของเส้นทแยงมุมยาวจะถูกวัดด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ค่าความแข็งแบบรอยบุ๋ม Knoop เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลายประการที่ใช้ในการจำแนกลักษณะของเซรามิกขั้นสูง มีความพยายามในการเชื่อมโยงค่าความแข็งแบบรอยบุ๋ม Knoop กับสเกลความแข็งอื่นๆ แต่ยังไม่มีวิธีการที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป การแปลงค่าดังกล่าวมีขอบเขตจำกัดและควรใช้ด้วยความระมัดระวัง ยกเว้นในกรณีพิเศษที่การทดสอบเปรียบเทียบให้พื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการแปลงค่า
สำหรับเซรามิกขั้นสูง หัวกด Knoop มักได้รับความนิยมมากกว่าหัวกด Vickers เนื่องจากความยาวแนวทแยงของหัวกด Knoop ยาวกว่าแนวทแยงของ Vickers ถึง 2,8 เท่าเมื่อใช้แรงเท่ากัน ทำให้ปัญหาการแตกร้าวลดลงอย่างมาก ในทางกลับกัน ปลายที่ยาวและบางของหัวกด Knoop แยกแยะได้ยากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุที่มีคอนทราสต์ต่ำ แรงกดที่เลือกใช้ในวิธีการทดสอบนี้ออกแบบมาเพื่อให้เกิดรอยกดที่มีขนาดใหญ่พอที่จะทำได้ด้วยอุปกรณ์วัดความแข็งระดับจุลภาคทั่วไป แต่มีขนาดใหญ่พอที่จะไม่ทำให้เกิดการแตกร้าว
รอยบุ๋มแบบ Knoop จะตื้นกว่ารอยบุ๋มแบบ Vickers ที่ทำที่ความแข็งแรงเท่ากัน รอยบุ๋มแบบ Knoop มีประโยชน์ในการประเมินความแข็งของสารเคลือบ
ความแข็งแบบ Knoop คำนวณโดยการหารแรงที่กระทำด้วยพื้นที่ที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวชิ้นงาน สันนิษฐานว่าสปริงกลับแบบยืดหยุ่นของแนวทแยงมุมแคบนั้นไม่มีนัยสำคัญ หัวกดแบบ Vickers ยังใช้ในการวัดความแข็งด้วย แต่ความแข็งแบบ Vickers คำนวณจากอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อพื้นที่สัมผัสของหน้าสัมผัสทั้งสี่ของหัวกดที่ไม่มีการเสียรูป
การหาลักษณะความแข็งที่สมบูรณ์เกี่ยวข้องกับการวัดแรงกดในช่วงกว้าง โดยทั่วไปแล้ว ความแข็งแบบ Knoop ของเซรามิกจะลดลงเมื่อขนาดของรอยกดหรือแรงกดเพิ่มขึ้น ดังที่แสดงในรูปในมาตรฐาน แนวโน้มนี้เรียกว่าผลกระทบขนาดรอยกด ความแข็งจะเข้าใกล้จุดเยื้องศูนย์ (Platform) ที่มีความแข็งคงที่เมื่อขนาดรอยกดหรือแรง (โหลด) มีขนาดใหญ่เพียงพอ แรงทดสอบที่จำเป็นเพื่อให้ได้ความแข็งคงที่นั้นแตกต่างกันไปตามชนิดของเซรามิก แรงทดสอบที่ระบุในมาตรฐานนี้กำหนดให้มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้ความแข็งอยู่ใกล้หรือสูงกว่าจุดเยื้องศูนย์ แต่ไม่มากเกินไปจนทำให้เกิดรอยแตกร้าวมากเกินไป ขอแนะนำให้หาลักษณะผลกระทบของขนาดรอยกดอย่างละเอียด แต่อยู่นอกเหนือขอบเขตของวิธีการทดสอบนี้ ซึ่งใช้วัดความแข็งที่แรงที่กำหนดเพียงครั้งเดียว
วิธีทดสอบความแข็งของการกดแบบ Knoop ของเซรามิกขั้นสูงจะกำหนดความแข็งของการกดแบบ Knoop ของเซรามิกขั้นสูง ซึ่งรวมถึงวัสดุเช่น อะลูมิเนียมออกไซด์ เซอร์โคเนียม และซิลิกอนคาร์ไบด์ ภายใต้แรงกดต่ำโดยทั่วไปตั้งแต่ 10 ถึง 1000 กรัม-แรง (gf)
เครื่องทดสอบความแข็งระดับไมโครของ Knoop ที่ใช้ในการทดสอบเหล่านี้ประกอบด้วย:
ตัวอย่างทดสอบควรมีความเรียบ แบน และขัดเงาอย่างดีเพื่อลดผลกระทบจากความหยาบของพื้นผิว นอกจากนี้ ตัวอย่างทดสอบควรมีความหนาและแข็งเพียงพอเพื่อป้องกันการบิดงอระหว่างการทดสอบ
ในช่วงเริ่มต้นการทดสอบ พื้นผิวของตัวอย่างต้องสะอาดและขัดให้เรียบ (โดยปกติจะใช้เพสต์เพชรขนาด 1 ไมโครเมตรหรือละเอียดกว่า) วางตัวอย่างลงบนโต๊ะอย่างมั่นคง เลือกแรงกดที่เหมาะสมสำหรับการกด (โดยปกติคือ 100 ไมโครเมตร หรือ 500 ไมโครเมตร สำหรับเซรามิก) แรงกดจะถูกใช้ตามเวลามาตรฐาน ซึ่งโดยทั่วไปคือ 15 วินาที รอยกดจะถูกกดลงในตัวอย่างตามน้ำหนักกดและเวลามาตรฐานที่เลือกไว้ รอยกดจะถูกดึงออกอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการแตกร้าว การวัดเส้นทแยงมุมยาวของรอยกดจะถูกวัดภายใต้กล้องจุลทรรศน์ (เส้นทแยงมุมสั้นจะไม่ถูกนำมาวัดใน Knoop) การวัดอย่างน้อยห้าครั้งต่อตัวอย่างหนึ่งชิ้นเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำซ้ำได้ การคำนวณใช้สูตรที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน
รายงานประกอบด้วยภาระการทดสอบและเวลาการอยู่นิ่ง จำนวนรอยบากและค่าความแข็ง Knoop โดยเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานหรือช่วง ประเภทของรอยบากและข้อมูลการสอบเทียบ และข้อบกพร่อง รอยแตก หรือความผิดปกติที่พื้นผิวที่มองเห็นได้
ความแข็งของ Knoop เป็นแบบแอนไอโซทรอปิก การวางตัวของโครงสร้างผลึกอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ หลีกเลี่ยงการวางรอยบากใกล้ขอบหรือชิดกันเกินไป รอยแตกร้าวอาจเกิดขึ้นได้ในเซรามิกที่เปราะ และไม่ควรนำรอยบุ๋มของรอยแตกร้าวมารวมไว้ในค่าเฉลี่ย
วิธี Knoop ได้รับความนิยมสำหรับเซรามิกขั้นสูงด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:
องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย เรามีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิดและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C1326 สำหรับวิธีทดสอบความแข็งแบบ Knoop Indentation ของเซรามิกขั้นสูง
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
