Tiêu chuẩn "Phương pháp Thử nghiệm Tiêu chuẩn ASTM C1326 về Độ cứng Đâm Knoop của Gốm sứ Tiên tiến" do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển, mô tả phương pháp thử nghiệm để xác định độ cứng Đâm Knoop của gốm sứ tiên tiến. Trong phương pháp thử nghiệm này, một mũi kim cương nhọn, hình thoi, hình chóp, có hình dạng quy định được ấn vào bề mặt gốm sứ với một lực được xác định trước để tạo ra một vết lõm cố định tương đối nhỏ. Hình chiếu bề mặt của đường chéo dài của vết lõm cố định được đo bằng kính hiển vi quang học. Chiều dài của đường chéo dài và lực tác dụng được sử dụng để tính độ cứng Knoop, biểu thị khả năng chống lại sự xâm nhập của mũi kim cương Knoop vào vật liệu.
Đối với gốm sứ cao cấp, độ cứng lõm Knoop được sử dụng để tạo các vết lõm. Hình chiếu bề mặt của đường chéo dài được đo bằng kính hiển vi quang học. Độ cứng lõm Knoop là một trong nhiều đặc tính được sử dụng để mô tả gốm sứ cao cấp. Đã có nhiều nỗ lực để liên hệ độ cứng lõm Knoop với các thang đo độ cứng khác, nhưng hiện chưa có phương pháp nào được chấp nhận rộng rãi. Phạm vi chuyển đổi như vậy bị hạn chế và nên được sử dụng thận trọng, ngoại trừ trong những trường hợp đặc biệt khi các phép thử so sánh cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho việc chuyển đổi.
Đối với gốm sứ cao cấp, đầu đo Knoop thường được ưa chuộng hơn đầu đo Vickers vì độ dài đường chéo của Knoop dài hơn 2,8 lần so với đường chéo Vickers ở cùng một lực, giúp giảm thiểu đáng kể hiện tượng nứt. Mặt khác, đầu đo Knoop dài và mỏng khó phân biệt chính xác hơn, đặc biệt là trên các vật liệu có độ tương phản thấp. Các lực ấn được chọn trong phương pháp thử nghiệm này được thiết kế để tạo ra các vết ấn đủ lớn để có thể thực hiện bằng thiết bị đo độ cứng vi mô thông thường, nhưng đủ lớn để không gây nứt.
Các vết lõm Knoop nông hơn các vết lõm Vickers được tạo ra ở cùng độ bền. Các vết lõm Knoop có thể hữu ích trong việc đánh giá độ cứng của lớp phủ.
Độ cứng Knoop được tính bằng cách chia lực tác dụng cho diện tích hình chiếu trên bề mặt mẫu. Giả định rằng độ đàn hồi đàn hồi của đường chéo hẹp là không đáng kể. Đầu đo Vickers cũng được sử dụng để đo độ cứng, nhưng độ cứng Vickers được tính từ tỷ số giữa lực tác dụng và diện tích tiếp xúc của bốn mặt đầu đo không bị biến dạng.
Một đặc tính độ cứng hoàn chỉnh bao gồm các phép đo trên một phạm vi rộng các lực ấn. Độ cứng Knoop của gốm sứ thường giảm khi kích thước ấn hoặc lực ấn tăng, như minh họa trong hình được cung cấp trong tiêu chuẩn. Xu hướng này được gọi là hiệu ứng kích thước ấn. Độ cứng tiến tới độ cứng không đổi ở mức ổn định ở kích thước ấn hoặc lực ấn đủ lớn (tải trọng). Các lực thử nghiệm cần thiết để đạt được độ cứng không đổi thay đổi tùy theo từng loại gốm sứ. Các lực thử nghiệm được chỉ định trong tiêu chuẩn này được thiết kế đủ lớn để độ cứng gần hoặc cao hơn mức ổn định, nhưng không quá lớn đến mức gây ra nứt quá mức. Một đặc tính toàn diện về hiệu ứng kích thước ấn được khuyến nghị nhưng nằm ngoài phạm vi của phương pháp thử nghiệm này, phương pháp đo độ cứng ở một lực chỉ định duy nhất.
Phương pháp thử độ cứng vết lõm Knoop của gốm sứ tiên tiến xác định độ cứng vết lõm Knoop của gốm sứ tiên tiến, bao gồm các vật liệu như nhôm oxit, zirconi và silicon carbide, dưới tải trọng thấp thường từ 10 đến 1000 gam lực (gf).
Máy kiểm tra độ cứng vi mô Knoop được sử dụng trong các thử nghiệm này bao gồm:
Mẫu thử phải nhẵn, phẳng và được đánh bóng kỹ để giảm thiểu ảnh hưởng của độ nhám bề mặt. Hơn nữa, mẫu thử phải đủ dày và cứng để tránh cong vênh trong quá trình thử nghiệm.
Khi bắt đầu thử nghiệm, bề mặt mẫu phải sạch và được đánh bóng nhẵn (thường bằng bột kim cương 1 µm hoặc mịn hơn). Mẫu được đặt chắc chắn trên bàn. Tải trọng thử nghiệm phù hợp được chọn để tạo vết lõm (thường là 100 gf hoặc 500 gf đối với gốm sứ). Tải trọng được áp dụng trong thời gian dừng tiêu chuẩn, thường là 15 giây. Vết lõm được hạ xuống mẫu bằng tải trọng và thời gian dừng đã chọn. Vết lõm được rút ra cẩn thận để tránh nứt. Đường chéo dài của vết lõm được đo dưới kính hiển vi (đường chéo ngắn được bỏ qua trong Knoop). Thực hiện ít nhất năm phép đo cho mỗi mẫu để đảm bảo độ lặp lại. Các phép tính được thực hiện bằng công thức được đưa ra trong tiêu chuẩn.
Báo cáo bao gồm tải trọng thử nghiệm và thời gian dừng, số lượng khía và giá trị độ cứng Knoop trung bình, độ lệch chuẩn hoặc phạm vi, loại khía và thông tin hiệu chuẩn, cũng như bất kỳ khuyết tật, vết nứt hoặc bất thường nào trên bề mặt có thể nhìn thấy.
Độ cứng Knoop là bất đẳng hướng; hướng của cấu trúc tinh thể có thể ảnh hưởng đến kết quả. Tránh đặt các khía quá gần mép hoặc quá gần nhau. Các vết nứt có thể xảy ra trong gốm giòn, và không nên tính các vết lõm do vết nứt vào kết quả trung bình.
Phương pháp Knoop được ưa chuộng đối với gốm sứ tiên tiến vì những lý do sau:
Tổ chức của chúng tôi, với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ các doanh nghiệp trên mọi lĩnh vực thông qua nhiều hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải thiện năng lực. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo Tiêu chuẩn ASTM C1326 về Độ cứng Knoop của Gốm sứ Cao cấp.
Bạn có thể yêu cầu chúng tôi điền vào mẫu của chúng tôi để có được một cuộc hẹn, để có thêm thông tin hoặc yêu cầu đánh giá.
