วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM C1895 สำหรับการกำหนดความแข็งแบบ Mohs Scratch

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM C1895 สำหรับการกำหนดความแข็งแบบ Mohs Scratch

มาตรฐาน "ASTM C1895 Standard Test Method for Determining Mohs Scratch Hardness" ซึ่งเผยแพร่โดยสมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบเพื่อหาค่าความแข็งรอยขีดข่วนโมห์สของกระเบื้องเซรามิก กระเบื้องแก้ว และพื้นผิวแข็งอื่นๆ ความแข็งรอยขีดข่วนโมห์สเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการประเมินความต้านทานรอยขีดข่วนของกระเบื้องเซรามิก ความต้านทานรอยขีดข่วนคำนวณโดยการสังเกตพื้นผิวของกระเบื้องเซรามิกด้วยสายตาหลังจากพยายามขูดด้วยเครื่องมือที่ทราบค่าความแข็ง

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM C1895 สำหรับการกำหนดความแข็งแบบ Mohs Scratch

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบเหล่านี้ประกอบด้วย:

  • เครื่องวัดความแข็ง
  • แท่นเลื่อนสำหรับทดสอบความแข็ง: อุปกรณ์ยึดที่ใช้ยึดเครื่องทดสอบความแข็งไว้ที่มุม 70 องศา บวกหรือลบ 5 องศา แท่นเลื่อนควรสามารถรับแรงได้ 3,2 กิโลกรัม บวกหรือลบ 0,2 กิโลกรัม ณ จุดที่จุดแข็งสัมผัสกับชิ้นงานทดสอบ ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มน้ำหนักเสริมลงบนแท่นเลื่อน แท่นเลื่อนควรมีด้ามจับเพื่อช่วยดึงเครื่องทดสอบความแข็งข้ามชิ้นงานทดสอบ น้ำหนักรวมที่ต้องใช้ในการออกแรงที่ต้องการจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับน้ำหนักรวมในแท่นเลื่อน และหากใช้น้ำหนักเสริม ตำแหน่งของน้ำหนักเสริมบนแท่นเลื่อนจะแตกต่างกันไป
  • แว่นขยายของช่างอัญมณีหรืออุปกรณ์ขยายภาพอื่นที่เหมาะสม
  • หินลับมีดหรือหินลับมีด: พื้นผิวที่ทำจากวัสดุที่เหมาะสำหรับการลับเครื่องมือลับมีด หินลับมีดเคลือบเพชรและหินลับมีดที่ทำจากอะลูมิเนียมออกไซด์หรือคอรันดัมเป็นที่ทราบกันดีว่าใช้งานได้ดี
  • สารละลายย้อมสีเสริม เช่น สารละลายเมทิลีนบลู 1 เปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างทดสอบต้องประกอบด้วยแผ่นกระเบื้องอย่างน้อยหนึ่งแผ่น ตัวอย่างทดสอบขนาดไม่เกิน 15 ซม. x 15 ซม. ควรตัดทิ้งไว้โดยไม่ต้องตัดสำหรับการทดสอบ ตัวอย่างที่มีด้านกว้างกว่า 15 ซม. อาจลดขนาดให้เหลือไม่น้อยกว่า 15 ซม. เพื่อความสะดวกในการใช้งาน

ปลายหัวแข็งอาจสึกหรอได้เมื่อใช้งาน ก่อนการทดสอบ ให้ตรวจสอบปลายหัวด้วยแว่นขยายเพื่อให้แน่ใจว่าปลายหัวคมและเรียวเสมอกัน อาจจำเป็นต้องลับปลายหัวแข็งเพื่อขจัดจุดแบนหรือตำหนิต่างๆ ในการลับปลายหัวแข็ง ให้ถอดปลายหัวแข็งออกแล้วนำไปใส่ในหัวจับดอกสว่านไฟฟ้า จับปลายหัวแข็งทำมุมประมาณ 20 องศากับหินเจียร แล้วใช้สว่านไฟฟ้าหมุนปลายหัวแข็ง ความร้อนที่มากเกินไปจากแรงเสียดทานอาจทำให้ความแข็งของปลายหัวเปลี่ยนแปลงไป เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป ควรรักษาให้หินลับคมเปียกอยู่เสมอ และอย่าพยายามลับนานเกิน 10 วินาที

กล่าวโดยสรุป ASTM C1895 เป็นวิธีการทดสอบมาตรฐานที่ออกแบบมาเพื่อประเมินความแข็งของรอยขูดขีดโมห์สของกระเบื้องเซรามิก กระเบื้องแก้ว และพื้นผิวแข็งอื่นๆ วิธีการนี้จะพิจารณาว่าแร่มาตรฐานใด (ตามมาตราโมห์ส) ที่สามารถขีดข่วนพื้นผิวของตัวอย่างได้อย่างชัดเจนภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด มาตรฐานนี้เป็นวิธีการวัดความต้านทานรอยขีดข่วนของวัสดุที่ง่ายและทำซ้ำได้ และเปรียบเทียบกับมาตรฐานความแข็งโมห์ส (ตั้งแต่แร่ที่อ่อนกว่า เช่น ทัลค์ ไปจนถึงคอรันดัมที่แข็งที่สุด)

วิธีการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมคุณภาพ การเลือกวัสดุ และการวิจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เซรามิก อวกาศ อิเล็กทรอนิกส์ และการเคลือบ

โดยทั่วไปวิธีการทดสอบนี้ประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:

  • การเตรียมพื้นผิว: ทำความสะอาดและเตรียมวัสดุตามคำแนะนำมาตรฐาน
  • การทดสอบรอยขีดข่วน: การใช้แร่อ้างอิงชุดหนึ่งที่มีความแข็งโมห์สที่ทราบแล้ว แต่ละแร่จะถูกขีดข่วนบนพื้นผิวด้วยแรงที่ควบคุมได้
  • การตรวจสอบด้วยภาพ: ผู้สังเกตการณ์ตรวจสอบเพื่อดูว่าแร่ธาตุใดที่มองเห็นได้ชัดเจนบนพื้นผิว
  • ระดับความแข็ง: ค่าความแข็งโมห์สถูกกำหนดโดยแร่ที่แข็งที่สุดซึ่งทำให้เกิดรอยขีดข่วนที่สังเกตเห็นได้

การทดสอบนี้อาศัยการตรวจจับร่องรอยบนพื้นผิวด้วยสายตา ดังนั้นความสม่ำเสมอของผู้ปฏิบัติงานและแสงสว่างที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากการทดสอบนี้ไม่ได้ครอบคลุมถึงข้อกังวลด้านความปลอดภัยทั้งหมด ผู้ใช้จึงควรสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสมและปฏิบัติตามระเบียบปฏิบัติของห้องปฏิบัติการ

ฟรีดริช โมห์ส เป็นนักแร่วิทยาชาวเยอรมัน ผู้มีชื่อเสียงจากการพัฒนามาตราโมห์ส (Mohs scale) สำหรับวัดความแข็งของแร่ มาตรานี้จัดอันดับแร่ตามความสามารถในการขูดขีดซึ่งกันและกัน เป็นวิธีที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพในการกำหนดและเปรียบเทียบความแข็งของวัสดุธรรมชาติ

มาตราโมห์สเป็นหนึ่งในวิธีการแรกๆ ที่ใช้งานได้จริงและเป็นระบบในการจำแนกประเภทแร่ และทำให้การทดสอบความแข็งสามารถเข้าถึงได้และทำซ้ำได้ง่ายในภาคสนาม แม้ว่าปัจจุบันจะมีการทดสอบความแข็งที่แม่นยำกว่า แต่มาตราโมห์สยังคงเป็นแนวคิดพื้นฐานในวิศวกรรมแร่วิทยาและวัสดุ

ระดับความแข็งของแร่แต่ละชนิดตามมาตราโมห์สแบบคลาสสิก ซึ่งสามารถขูดแร่แต่ละชนิดออกได้ มีดังนี้:

  • 1 = ทัลค์: แป้งเด็ก
  • 2 = ยิปซัม: ชอล์ก, แผ่นยิปซัม
  • 3 = แคลไซต์: หินปูน, ทัมส์
  • 4 = ฟลูออไรต์: ผลึกฟลูออไรต์
  • 5 = อะพาไทต์: เคลือบฟัน
  • 6 = ออร์โธเคลส: เฟลด์สปาร์ในหินแกรนิต
  • 7 = ควอตซ์: ทราย, แก้ว
  • 8 = โทแพซ: อัญมณีล้ำค่าบางชนิด
  • 9 = คอรันดัม: แซฟไฟร์, ทับทิม
  • 10 = เพชร: วัสดุธรรมชาติที่แข็งที่สุดเท่าที่รู้จัก

ความแข็งของรอยขูดขีดแบบโมห์สมีความสำคัญเนื่องจากเป็นวิธีที่รวดเร็วและใช้งานได้จริงในการประเมินความต้านทานรอยขีดข่วนของวัสดุ ความแข็งนี้ส่งผลโดยตรงต่อความทนทาน การใช้งาน และรูปลักษณ์ของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานจริง วิธีนี้ถือว่ามีความสำคัญด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

  • ความทนทานและการต้านทานการเสียดสี: วัสดุที่มีความแข็งโมห์สสูงกว่าสามารถต้านทานความเสียหายบนพื้นผิวได้ดีกว่า นิยมใช้ในงานปูพื้น เคาน์เตอร์ครัว กระเบื้อง วีเนียร์ เลนส์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งการสัมผัส การเสียดสี หรือแรงเสียดทานในชีวิตประจำวันอาจทำให้เกิดรอยขีดข่วนได้ ตัวอย่างเช่น กระเบื้องเซรามิกที่มีความแข็ง 7+ จะไม่เกิดรอยขีดข่วนจากทราย (ควอตซ์) ได้ง่าย หน้าจอโทรศัพท์ต้องมีความแข็งมากกว่า 6 จึงจะทนทานต่อรอยขีดข่วนจากเหรียญหรือกุญแจได้
  • การเลือกวัสดุและการออกแบบ: ช่วยให้นักออกแบบเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่มีการใช้งานและการสึกหรอสูง (เช่น โรงพยาบาล ระบบขนส่งสาธารณะ ห้องครัว) ตัวอย่างเช่น เมื่อเลือกกระจกสำหรับแผงโซลาร์เซลล์หรือหน้าต่าง กระจกจะต้องทนทานต่อรอยขีดข่วนจากฝุ่นละอองที่ปลิวมาตามลม (โดยทั่วไปมักทำจากควอตซ์)
  • การควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามมาตรฐาน: ASTM C1895 และมาตรฐานอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันใช้ค่าความแข็ง Mohs เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดด้านความทนทานต่อรอยขีดข่วน กระเบื้องเซรามิกที่โฆษณาว่าทนทานต่อรอยขีดข่วนจะต้องผ่านการทดสอบระดับความแข็งเพื่อยืนยันคำกล่าวอ้างดังกล่าว
  • การระบุแร่ภาคสนาม: ในทางธรณีวิทยาและการทำเหมือง นี่เป็นวิธีการที่รวดเร็วและใช้เทคโนโลยีต่ำในการระบุแร่ที่ไม่รู้จัก นักธรณีวิทยาสามารถขูดแร่ด้วยวัตถุที่รู้จัก (เช่น มีดหรือเล็บ) เพื่อประเมินความแข็งของแร่

ด้วยเหตุนี้ ASTM C1895 จึงเป็นวิธีการทดสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินความต้านทานรอยขีดข่วนโดยใช้มาตราโมห์ส ความเรียบง่าย ราคาที่เข้าถึงได้ และความสามารถในการนำไปใช้กับพื้นผิวเซรามิกและพื้นผิวแข็ง ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการควบคุมคุณภาพและข้อกำหนดต่างๆ ในอุตสาหกรรมต่างๆ

องค์กรของเราซึ่งให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย มีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิด และมุ่งมั่นพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C1895 สำหรับการประเมินความแข็งแบบโมห์ส

WhatsApp