Hårde materialer: definition, forskelle og eksempler

Hårde materialer er svære at have med at gøre. De er svære at skære, skrabe og forvrænge. De er også svære at arbejde med. Men hvad er de?

Hårdhed er et mål for, hvor modstandsdygtigt fast stof er over for forskellige former for permanent formændring, når der påføres en trykkraft.

Nogle materialer, såsom metal, er hårdere end andre. Makroskopisk hårdhed er generelt karakteriseret ved stærke intermolekylære bindinger, men opførselen af ​​faste materialer under kraft er kompleks; derfor er der forskellige målinger af hårdhed: ridsehårdhed, indrykningshårdhed og rebound hårdhed.

I denne artikel vil jeg forklare, hvad hårde materialer er, og hvordan de bruges i byggeri og andre industrier.

Hvad betyder udtrykket "Hårdt materiale" egentlig?

Når vi taler om hårde materialer, henviser vi til en bestemt type materiale, der har en konsekvent egenskab af at være svær at skære, skrabe eller forvrænge. Definitionen af ​​hårdt materiale er ikke et enkelt sæt data eller information, der kan findes i et enkelt dokument eller en serie af dokumenter. I stedet kræver det et brugerdefineret sæt metoder og vejledning for at overholde de relevante krav for et givet projekt eller udgravning.

Hvordan måles hårdhed?

Et stofs hårdhed er dikteret af dets krystallinske struktur, som er regelmæssig og ofte ret "tæt". Dette gælder for diamanter, glas og andre hårde materialer. Hårdhed måles ved hjælp af et sæt standardmetoder, der angiver niveauet af modstand, et materiale har til at blive revet, skrabet eller skåret. Nogle af de metoder, der bruges til at måle hårdhed inkluderer:

• Mohs-skalaen, som vurderer et materiales hårdhed på en skala fra 1 til 10
• Rockwell-skalaen, som måler dybden af ​​en fordybning lavet af en indrykning med diamantspids
• Vickers-skalaen, som måler størrelsen af ​​en fordybning, der er lavet af en indrykning med diamantspids

Hvordan hårde materialer tilberedes

Hårde materialer fremstilles ofte ved hjælp af en række forskellige metoder, afhængigt af det særlige materiale og projektets krav. Nogle almindelige metoder, der bruges til at forberede hårde materialer, omfatter:

• Skæring med en diamantsav
• Slibning med en diamantsliber
• sandblæsning
• Kemisk ætsning

Udpegede grænser og klausulaftaler

Når du arbejder med hårde materialer, er det vigtigt at bemærke, at der kan være udpegede grænser eller klausulaftaler, der specificerer, hvordan materialet skal håndteres eller forberedes. For eksempel kan der være begrænsninger for mængden af ​​dræning, der kan tillades på et bestemt udgravningssted, eller der kan være klausulaftaler, der kræver brug af en bestemt type hårdt materiale til et givet projekt.

Hårde vs. bløde materialer: Hvad adskiller dem?

Hårde materialer er kendetegnet ved deres solide natur og høje modstandsdygtighed over for deformation, mens bløde materialer er forholdsvis nemme at deformere og omforme. Nogle almindelige eksempler på hårde materialer omfatter stål, beton og mørtel, mens gummi og sølv er eksempler på bløde materialer.

Magnetiske egenskaber

How to strip wire fast

Share

Watch on

En anden vigtig forskel mellem hårde og bløde materialer ligger i deres magnetiske egenskaber. Hårde materialer, såsom permanente magneter, har en høj koercitivitet og kan magnetiseres for at frembringe et stærkt magnetfelt. Bløde materialer har på den anden side en lav koercitivitet og kan let afmagnetiseres.

Magnetiseringsløkke

Magnetiseringsløkken er en graf, der viser forholdet mellem magnetfeltet og magnetiseringen af ​​et materiale. Hårde materialer har en smal hysteresesløjfe, hvilket indikerer en høj koercitivitet og stærk magnetisering, mens bløde materialer har en bred hysteresesløjfe, hvilket indikerer en lav koercitivitet og svag magnetisering.

Atomisk struktur

Et materiales atomare struktur spiller også en rolle i at bestemme dets hårdhed. Hårde materialer har typisk en meget ordnet atomstruktur med atomer arrangeret i et regelmæssigt mønster. Bløde materialer har på den anden side en mere uordnet atomstruktur med atomer arrangeret i et semi-tilfældigt mønster.

Du bruger

Hårde og bløde materialers egenskaber gør dem velegnede til forskellige anvendelser. Hårde materialer bruges ofte i byggeri og fremstilling, hvor styrke og holdbarhed er vigtige. Bløde materialer på den anden side bruges ofte i applikationer, hvor bevægelse og fleksibilitet er påkrævet, såsom i tøj og fodtøj.

Sonorøse egenskaber

Hårde materialer har også en tendens til at være klangfulde, hvilket betyder, at de producerer en ringende lyd, når de bliver ramt. Det skyldes, at atomerne i hårde materialer er tæt pakket og let kan vibrere. Bløde materialer er på den anden side ikke-lydende og producerer ikke en ringende lyd, når de bliver ramt.

Udforsk den store verden af ​​hårde materialer

Hårde materialer er faste stoffer, som ikke let kan deformeres eller omformes. De indeholder atomer, der er kompakt arrangeret i en regulær krystallinsk struktur, hvilket giver dem deres unikke egenskaber. Et stofs hårdhed bestemmes af dets evne til at modstå at blive ridset, skåret i skiver eller skrabet.

Forskelle mellem hårde og bløde materialer

Forskellene mellem hårde og bløde materialer er store. Nogle af de vigtigste forskelle inkluderer:

• Hårde materialer er solide og kan ikke let deformeres eller omformes, mens bløde materialer er mere fleksible og let kan støbes eller formes.

• Hårde materialer er typisk mere holdbare og langtidsholdbare end bløde materialer.

• Hårde materialer bruges ofte i applikationer, hvor styrke og holdbarhed er vigtige, mens bløde materialer ofte bruges i applikationer, hvor komfort og fleksibilitet er vigtigere.

Skræddersyede hårde materialer

Et vigtigt aspekt ved hårde materialer er, at de kan tilpasses til at opfylde specifikke behov. For eksempel, ved at ændre den krystallinske struktur af et materiale, er det muligt at ændre dets hårdhed, styrke og andre egenskaber. Dette gør det muligt for ingeniører og videnskabsmænd at skabe materialer, der er skræddersyet til specifikke applikationer.

Adgang til hårde materialer

Adgang til hårde materialer kan være en udfordring, da de ofte er indeholdt i jorden eller andre naturlige materialer. Men teknologiske fremskridt har gjort det lettere at finde og udvinde disse materialer. For eksempel sætter minedriftsteknikker os i stand til at få adgang til hårde materialer som diamanter og jern, der engang var svære at nå.

Spørgsmålet om hårdhed

Spørgsmålet om hårdhed er et vigtigt spørgsmål på mange forskellige områder. Ved at forstå hårde materialers egenskaber kan vi skabe stærkere, mere holdbare strukturer, udvikle nye skæreværktøjer og slibemidler og skabe skræddersyede materialer til specifikke applikationer. Uanset om du er videnskabsmand, ingeniør eller blot nysgerrig på verden omkring dig, vil studiet af hårde materialer helt sikkert give mange svar og indsigt.

Materialer, der kan omdannes til faste hårde stoffer

Nogle naturlige elementer har evnen til at forvandle sig til faste hårde materialer gennem forarbejdning. For eksempel:

• Jern kan forarbejdes til hærdet stål, som har en høj grad af hårdhed og styrke.
• Bor kan forarbejdes til borcarbid, som er et af de hårdeste materialer, som mennesket kender.
• Sølv kan forarbejdes til sterlingsølv, som er hårdere end rent sølv.

Tilpassede formler

Nogle materialer kan tilpasses gennem formler for at gøre dem i stand til at modstå slid, rive, ridser og skæring. For eksempel:

• Mørtel kan blandes med forskellige elementer for at skabe et betonprodukt med unikke egenskaber.
• Gummi kan bearbejdes for at skabe et produkt med høj hårdhed og styrke.

Lagret energi

Nogle materialer har evnen til at lagre energi, hvilket giver dem mulighed for at ændre sig til et hårdt stof. For eksempel:

• Is kan blive deformeret og omformet til at skabe et hårdt stof på grund af den energi, der er lagret i den.
• Kvarts kan ridses for at skabe et klangfuldt stof på grund af energien indeholdt i dets atomer.

Moderne forarbejdning

Moderne forarbejdningsteknikker giver mulighed for omdannelse af bløde materialer til hårde stoffer. For eksempel:

• Skæring og formning af forskellige slags metaller kan skabe produkter med varierende niveauer af hårdhed og styrke.
• Gennem en proces kaldet temperering kan glas omdannes til et hårdt stof.

Den store anvendelse og legitime interesse for hårde materialer har ført til udviklingen af ​​en bank af artikler og leverandører, der giver samtykke til at dele deres viden og omgivelser. Evnen til at modstå slitage, ridser og skæring kaldes hårdhed, og det er en egenskab, der er meget eftertragtet i mange forskellige brancher.

Konklusion

Så der har du det - hårde materialer er dem, der er svære at skære, skrabe eller fordreje. De har et enkelt sæt dataoplysninger i stedet for at kræve brugerdefinerede sætmetoder. De overholder relevante krav givet projektet, og udgravningshårdheden kan måles ved hjælp af Mohs-skalaen, Rockwell-skalaen og Vickers-skalaen. Hårde materialer er vigtige for konstruktion og fremstilling, og kan bruges til hårdhed og holdbarhed. De bruges også til komfort og fleksibilitet, så du bør udforske den store verden af ​​hårde materialer.

Jeg er Joost Nusselder, grundlæggeren af ​​Tools Doctor, content marketinger og far. Jeg elsker at prøve nyt udstyr, og sammen med mit team har jeg lavet dybtgående blogartikler siden 2016 for at hjælpe loyale læsere med værktøjer og håndværkstips.