Os materiais duros son difíciles de tratar. Son difíciles de cortar, raspar e deformar. Tamén é difícil traballar con eles. Pero que son?
A dureza é unha medida da resistencia da materia sólida a varios tipos de cambios de forma permanentes cando se aplica unha forza de compresión.
Algúns materiais, como o metal, son máis duros que outros. A dureza macroscópica caracterízase xeralmente por fortes enlaces intermoleculares, pero o comportamento dos materiais sólidos baixo a forza é complexo; xa que logo, hai diferentes medidas de dureza: dureza por arañazos, dureza da sangría e dureza por rebote.
Neste artigo, explicarei que son os materiais duros e como se usan na construción e noutras industrias.
Neste post trataremos:
Que significa realmente o termo "material duro"?
Cando falamos de materiais duros, referímonos a un tipo particular de material que ten unha propiedade consistente de ser difícil de cortar, raspar ou deformar. A definición de material duro non é un conxunto único de datos ou información que se pode atopar nun único documento ou serie de documentos. Pola contra, require un conxunto personalizado de métodos e orientacións para axustarse aos requisitos relevantes dun determinado proxecto ou escavación.
Como se mide a dureza?
A dureza dunha substancia vén ditada pola súa estrutura cristalina, que é regular e con frecuencia bastante "axustada". Isto é certo para diamantes, vidro e outros materiais duros. A dureza mídese mediante un conxunto de métodos estándar que indican o nivel de resistencia que ten un material para ser rasgado, raspado ou cortado. Algúns dos métodos utilizados para medir a dureza inclúen:
- A escala de Mohs, que valora a dureza dun material nunha escala de 1 a 10
- A escala de Rockwell, que mide a profundidade dunha sangría feita por un indentador con punta de diamante
- A escala Vickers, que mide o tamaño dunha sangría feita por un penetrador con punta de diamante
Como se preparan os materiais duros
Os materiais duros adoitan prepararse mediante unha variedade de métodos, dependendo do material en particular e dos requisitos do proxecto. Algúns métodos comúns utilizados para preparar materiais duros inclúen:
- Corte cunha serra de diamante
- Moer cunha moedora de diamante
- Chorro de area
- Gravado químico
Acordos de límites e cláusulas designados
Cando se traballa con materiais duros, é importante ter en conta que pode haber límites designados ou acordos de cláusulas que especifiquen como se debe manipular ou preparar o material. Por exemplo, pode haber límites na cantidade de drenaxe que se pode permitir nun lugar de escavación determinado, ou pode haber acordos de cláusulas que requiran o uso dun determinado tipo de material duro para un determinado proxecto.
Materiais duros e brandos: que os diferencia?
Os materiais duros caracterízanse pola súa natureza sólida e alta resistencia á deformación, mentres que os materiais brandos son relativamente fáciles de deformar e remodelar. Algúns exemplos comúns de materiais duros inclúen aceiro, formigón e morteiro, mentres que o caucho e a prata son exemplos de materiais brandos.
Propiedades magnéticas
Outra diferenza fundamental entre os materiais duros e brandos reside nas súas propiedades magnéticas. Os materiais duros, como os imáns permanentes, teñen unha alta coercitividade e pódense magnetizar para producir un campo magnético forte. Os materiais brandos, en cambio, teñen unha baixa coercitividade e pódense desmagnetizar facilmente.
Bucle de magnetización
O bucle de magnetización é un gráfico que mostra a relación entre o campo magnético e a magnetización dun material. Os materiais duros teñen un bucle de histérese estreito, o que indica unha alta coercitividade e unha forte magnetización, mentres que os materiais brandos teñen un amplo bucle de histérese, o que indica unha baixa coercitividade e unha magnetización débil.
Estrutura atómica
A estrutura atómica dun material tamén xoga un papel na determinación da súa dureza. Os materiais duros adoitan ter unha estrutura atómica moi ordenada, cos átomos dispostos nun patrón regular. Os materiais brandos, pola súa banda, teñen unha estrutura atómica máis desordenada, cos átomos dispostos nun patrón semialeatorio.
Usa
As propiedades dos materiais duros e brandos fanos axeitados para diferentes aplicacións. Os materiais duros úsanse a miúdo na construción e na fabricación, onde a resistencia e a durabilidade son importantes. Os materiais brandos, por outra banda, úsanse a miúdo en aplicacións onde se require movemento e flexibilidade, como en roupa e calzado.
Propiedades sonoras
Os materiais duros tamén adoitan ser sonoros, o que significa que producen un son cando se golpean. Isto débese a que os átomos dos materiais duros están ben embalados e poden vibrar facilmente. Os materiais brandos, por outra banda, non son sonoros e non producen un son cando son golpeados.
Explorando o vasto mundo dos materiais duros
Os materiais duros son substancias sólidas que non se poden deformar ou remodelar facilmente. Conteñen átomos que están dispostos de forma compacta nunha estrutura cristalina regular, o que lles confire as súas propiedades únicas. A dureza dunha substancia está determinada pola súa capacidade de resistir a ser raiada, cortada ou raspada.
Diferenzas entre materiais duros e brandos
As diferenzas entre os materiais duros e brandos son enormes. Algunhas das principais diferenzas inclúen:
- Os materiais duros son sólidos e non se poden deformar ou remodelar facilmente, mentres que os materiais brandos son máis flexibles e pódense moldear ou moldear facilmente.
- Os materiais duros adoitan ser máis duradeiros e duradeiros que os materiais brandos.
- Os materiais duros úsanse a miúdo en aplicacións onde a resistencia e a durabilidade son importantes, mentres que os materiais brandos adoitan usarse en aplicacións nas que o confort e a flexibilidade son máis importantes.
Materiais duros personalizados
Un aspecto importante dos materiais duros é que se poden personalizar para satisfacer necesidades específicas. Por exemplo, cambiando a estrutura cristalina dun material, é posible alterar a súa dureza, resistencia e outras propiedades. Isto permite que os enxeñeiros e científicos creen materiais adaptados a aplicacións específicas.
Acceso a materiais duros
Acceder a materiais duros pode ser un reto, xa que moitas veces están contidos dentro da terra ou doutros materiais naturais. Non obstante, os avances tecnolóxicos facilitaron atopar e extraer estes materiais. Por exemplo, as técnicas de minería permítennos acceder a materiais duros como diamantes e ferro que antes eran difíciles de alcanzar.
A cuestión da dureza
A cuestión da dureza é importante en moitos campos diferentes. Ao comprender as propiedades dos materiais duros, podemos crear estruturas máis resistentes e duradeiras, desenvolver novas ferramentas de corte e abrasivos e crear materiais personalizados para aplicacións específicas. Se es científico, enxeñeiro ou simplemente ten curiosidade polo mundo que o rodea, o estudo dos materiais duros seguramente proporcionará moitas respostas e coñecementos.
Materiais que poden transformarse en substancias duras sólidas
Algúns elementos naturais teñen a capacidade de transformarse en materiais duros sólidos mediante o procesamento. Por exemplo:
- O ferro pódese transformar en aceiro temperado, que ten un alto nivel de dureza e resistencia.
- O boro pódese transformar en carburo de boro, que é un dos materiais máis duros coñecidos polo home.
- A prata pódese transformar en prata esterlina, que é máis dura que a prata pura.
Fórmulas personalizadas
Algúns materiais pódense personalizar mediante fórmulas que lles permitan resistir o desgaste, a rasgadura, o rascado e o corte. Por exemplo:
- O morteiro pódese mesturar con diferentes elementos para crear un produto de formigón con propiedades únicas.
- O caucho pódese procesar para crear un produto con alta dureza e resistencia.
Enerxía almacenada
Algúns materiais teñen a capacidade de almacenar enerxía, o que lles permite transformarse nunha substancia dura. Por exemplo:
- O xeo pódese deformar e remodelar para crear unha substancia dura debido á enerxía almacenada no seu interior.
- O cuarzo pódese raiar para crear unha substancia sonora debido á enerxía contida nos seus átomos.
Procesamento moderno
As técnicas de procesamento modernas permiten a transformación de materiais brandos en substancias duras. Por exemplo:
- Cortar e dar forma a diferentes tipos de metais pode crear produtos con distintos niveis de dureza e resistencia.
- Mediante un proceso chamado templado, o vidro pódese transformar nunha substancia dura.
Os amplos usos e o interese lexítimo polos materiais duros levaron ao desenvolvemento dun banco de artigos e vendedores que aceptan compartir o seu coñecemento e configuración. A capacidade de resistir o desgaste, o rasgado, o rascado e o corte chámase dureza, e é unha propiedade moi demandada en moitas industrias diferentes.
Conclusión
Así que xa o tedes: os materiais duros son aqueles que son difíciles de cortar, raspar ou deformar. Teñen un único conxunto de información de datos, en lugar de requirir métodos de conxunto personalizado. Cumpre cos requisitos relevantes dado o proxecto e a dureza da escavación pódese medir mediante a escala de Mohs, a escala de Rockwell e a escala de Vickers. Os materiais duros son importantes para a construción e fabricación, e pódense usar para a dureza e a durabilidade. Tamén se usan para ofrecer comodidade e flexibilidade, polo que deberías explorar o vasto mundo dos materiais duros.
Son Joost Nusselder, o fundador de Tools Doctor, comerciante de contidos e pai. Encántame probar equipos novos e, xunto co meu equipo, estou creando artigos de blog en profundidade desde 2016 para axudar aos lectores fieis con ferramentas e consellos de elaboración.
