Bahan keras sukar untuk ditangani. Ia sukar untuk dipotong, dikikis dan diherotkan. Mereka juga sukar untuk bekerjasama. Tetapi apakah mereka?
Kekerasan ialah ukuran sejauh mana bahan pepejal tahan terhadap pelbagai jenis perubahan bentuk kekal apabila daya mampatan dikenakan.
Sesetengah bahan, seperti logam, lebih keras daripada yang lain. Kekerasan makroskopik secara amnya dicirikan oleh ikatan antara molekul yang kuat, tetapi kelakuan bahan pepejal di bawah daya adalah kompleks; oleh itu, terdapat ukuran kekerasan yang berbeza: kekerasan calar, kekerasan lekukan, dan kekerasan lantunan.
Dalam artikel ini, saya akan menerangkan apakah bahan keras dan cara ia digunakan dalam pembinaan dan industri lain.
Dalam catatan ini kita akan merangkumi:
Apakah Maksud Istilah "Bahan Keras" Sebenarnya?
Apabila kita bercakap tentang bahan keras, kita merujuk kepada jenis bahan tertentu yang mempunyai sifat yang konsisten iaitu sukar untuk dipotong, dikikis atau diherotkan. Definisi bahan keras bukanlah satu set data atau maklumat yang boleh didapati dalam satu dokumen atau siri dokumen. Sebaliknya, ia memerlukan set kaedah dan panduan tersuai untuk mematuhi keperluan berkaitan projek atau penggalian tertentu.
Bagaimanakah Kekerasan Diukur?
Kekerasan bahan ditentukan oleh struktur kristalnya, yang teratur dan selalunya agak "ketat." Ini benar untuk berlian, kaca dan bahan keras lain. Kekerasan diukur menggunakan satu set kaedah standard yang menunjukkan tahap rintangan bahan perlu dikoyak, dikikis atau dipotong. Beberapa kaedah yang digunakan untuk mengukur kekerasan termasuk:
- Skala Mohs, yang menilai kekerasan bahan pada skala 1 hingga 10
- Skala Rockwell, yang mengukur kedalaman lekukan yang dibuat oleh inden berujung berlian
- Skala Vickers, yang mengukur saiz lekukan yang dibuat oleh lekuk berlian
Bagaimana Bahan Keras Disediakan
Bahan keras selalunya disediakan menggunakan pelbagai kaedah, bergantung pada bahan tertentu dan keperluan projek. Beberapa kaedah yang biasa digunakan untuk menyediakan bahan keras termasuk:
- Memotong dengan gergaji berlian
- Mengisar dengan pengisar berlian
- Sandblasting
- Goresan kimia
Had Ditetapkan dan Perjanjian Klausa
Apabila bekerja dengan bahan keras, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa mungkin terdapat had yang ditetapkan atau perjanjian klausa yang menentukan cara bahan itu harus dikendalikan atau disediakan. Sebagai contoh, mungkin terdapat had pada jumlah saliran yang boleh dibenarkan di tapak penggalian tertentu, atau mungkin terdapat perjanjian klausa yang memerlukan penggunaan jenis bahan keras tertentu untuk projek tertentu.
Bahan Keras vs. Lembut: Apakah yang membezakannya?
Bahan keras dicirikan oleh sifat pepejal dan rintangan yang tinggi terhadap ubah bentuk, manakala bahan lembut secara perbandingan mudah berubah bentuk dan membentuk semula. Beberapa contoh biasa bahan keras termasuk keluli, konkrit dan mortar, manakala getah dan perak adalah contoh bahan lembut.
Sifat Magnetik
Satu lagi perbezaan utama antara bahan keras dan lembut terletak pada sifat magnetnya. Bahan keras, seperti magnet kekal, mempunyai daya paksaan yang tinggi dan boleh dimagnetkan untuk menghasilkan medan magnet yang kuat. Bahan lembut, sebaliknya, mempunyai daya paksaan yang rendah dan mudah dinyahmagnetkan.
Gelung Pengmagnetan
Gelung magnetisasi ialah graf yang menunjukkan hubungan antara medan magnet dan kemagnetan bahan. Bahan keras mempunyai gelung histerisis yang sempit, yang menunjukkan coercivity tinggi dan magnetisasi yang kuat, manakala bahan lembut mempunyai gelung histerisis yang luas, menunjukkan coercivity yang rendah dan magnetisasi yang lemah.
Struktur Atom
Struktur atom bahan juga memainkan peranan dalam menentukan kekerasannya. Bahan keras biasanya mempunyai struktur atom yang sangat teratur, dengan atom tersusun dalam corak biasa. Bahan lembut, sebaliknya, mempunyai struktur atom yang lebih tidak teratur, dengan atom disusun dalam corak separa rawak.
kegunaan
Ciri-ciri bahan keras dan lembut menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang berbeza. Bahan keras sering digunakan dalam pembinaan dan pembuatan, di mana kekuatan dan ketahanan adalah penting. Bahan lembut, sebaliknya, sering digunakan dalam aplikasi di mana pergerakan dan fleksibiliti diperlukan, seperti dalam pakaian dan kasut.
Sifat Sonorous
Bahan keras juga cenderung nyaring, bermakna ia menghasilkan bunyi deringan apabila dipukul. Ini kerana atom dalam bahan keras padat dan boleh bergetar dengan mudah. Bahan lembut, sebaliknya, tidak berbunyi dan tidak menghasilkan bunyi deringan apabila dipukul.
Meneroka Dunia Bahan Keras yang Luas
Bahan keras ialah bahan pepejal yang tidak mudah diubah bentuk atau dibentuk semula. Ia mengandungi atom yang tersusun padat dalam struktur kristal biasa, yang memberikan sifat uniknya. Kekerasan bahan ditentukan oleh keupayaannya untuk menahan tercalar, dihiris atau dikikis.
Perbezaan Antara Bahan Keras dan Lembut
Perbezaan antara bahan keras dan lembut sangat besar. Beberapa perbezaan utama termasuk:
- Bahan keras adalah pepejal dan tidak mudah berubah bentuk atau dibentuk semula, manakala bahan lembut lebih fleksibel dan mudah dibentuk atau dibentuk.
- Bahan keras biasanya lebih tahan lama dan tahan lama daripada bahan lembut.
- Bahan keras sering digunakan dalam aplikasi di mana kekuatan dan ketahanan adalah penting, manakala bahan lembut sering digunakan dalam aplikasi di mana keselesaan dan fleksibiliti adalah lebih penting.
Bahan Keras Tersuai
Satu aspek penting bahan keras ialah ia boleh disesuaikan untuk memenuhi keperluan tertentu. Sebagai contoh, dengan menukar struktur kristal bahan, adalah mungkin untuk mengubah kekerasan, kekuatan, dan sifat lain. Ini membolehkan jurutera dan saintis mencipta bahan yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu.
Mengakses Bahan Keras
Mengakses bahan keras boleh menjadi satu cabaran, kerana ia sering terkandung di dalam bumi atau bahan semula jadi lain. Walau bagaimanapun, kemajuan dalam teknologi telah memudahkan untuk mencari dan mengekstrak bahan-bahan ini. Contohnya, teknik perlombongan membolehkan kita mengakses bahan keras seperti berlian dan besi yang dahulunya sukar dicapai.
Persoalan Kekerasan
Persoalan kekerasan adalah penting dalam pelbagai bidang. Dengan memahami sifat bahan keras, kita boleh mencipta struktur yang lebih kukuh, lebih tahan lama, membangunkan alat pemotong dan pelelas baharu, dan mencipta bahan tersuai untuk aplikasi tertentu. Sama ada anda seorang saintis, jurutera atau hanya ingin tahu tentang dunia di sekeliling anda, kajian bahan keras pasti memberikan banyak jawapan dan pandangan.
Bahan yang boleh berubah menjadi bahan keras pepejal
Sesetengah unsur semula jadi mempunyai keupayaan untuk berubah menjadi bahan keras pepejal melalui pemprosesan. Sebagai contoh:
- Besi boleh diproses menjadi keluli terbaja, yang mempunyai tahap kekerasan dan kekuatan yang tinggi.
- Boron boleh diproses menjadi boron karbida, yang merupakan salah satu bahan paling sukar diketahui manusia.
- Perak boleh diproses menjadi perak sterling, yang lebih keras daripada perak tulen.
Formula Tersuai
Sesetengah bahan boleh disesuaikan melalui formula untuk membolehkannya menahan haus, koyak, calar dan pemotongan. Sebagai contoh:
- Mortar boleh dicampur dengan unsur-unsur yang berbeza untuk menghasilkan produk konkrit dengan sifat unik.
- Getah boleh diproses untuk menghasilkan produk dengan kekerasan dan kekuatan yang tinggi.
Tenaga Tersimpan
Sesetengah bahan mempunyai keupayaan untuk menyimpan tenaga, yang membolehkan mereka berubah menjadi bahan keras. Sebagai contoh:
- Ais boleh diubah bentuk dan dibentuk semula untuk mencipta bahan keras kerana tenaga yang tersimpan di dalamnya.
- Kuarza boleh dicakar untuk mencipta bahan yang nyaring kerana tenaga yang terkandung dalam atomnya.
Pemprosesan Moden
Teknik pemprosesan moden membolehkan transformasi bahan lembut kepada bahan keras. Sebagai contoh:
- Memotong dan membentuk pelbagai jenis logam boleh menghasilkan produk dengan tahap kekerasan dan kekuatan yang berbeza-beza.
- Melalui proses yang dipanggil pembajaan, kaca boleh diubah menjadi bahan keras.
Penggunaan meluas dan minat yang sah terhadap bahan keras telah membawa kepada pembangunan bank artikel dan vendor yang bersetuju untuk berkongsi pengetahuan dan tetapan mereka. Keupayaan untuk menahan haus, koyak, calar, dan pemotongan dipanggil kekerasan, dan ia adalah harta yang sangat dicari dalam banyak industri yang berbeza.
Kesimpulan
Jadi begitulah - bahan keras ialah bahan yang sukar dipotong, dikikis atau diherotkan. Mereka mempunyai satu set maklumat data, dan bukannya memerlukan kaedah set tersuai. Mereka mematuhi keperluan yang berkaitan memandangkan projek dan kekerasan penggalian boleh diukur menggunakan skala Mohs, skala Rockwell dan skala Vickers. Bahan keras adalah penting untuk pembinaan dan pembuatan, dan boleh digunakan untuk kekerasan dan ketahanan. Ia juga digunakan untuk keselesaan dan fleksibiliti, jadi anda harus meneroka dunia bahan keras yang luas.
Saya Joost Nusselder, pengasas Doktor Alat, pemasar kandungan dan ayah. Saya suka mencuba peralatan baharu, dan bersama pasukan saya, saya telah mencipta artikel blog yang mendalam sejak 2016 untuk membantu pembaca setia dengan alatan & petua kerajinan.
