Harde materialen: definitie, verschillen en voorbeelden

door Joost Nusselder | Bijgewerkt op:  25 June 2022
Ik schrijf deze artikelen met veel plezier voor mijn lezers, jullie. Ik accepteer geen betaling voor het schrijven van reviews, mijn mening over producten is die van mijzelf, maar als je mijn aanbevelingen nuttig vindt en je uiteindelijk iets koopt via een van de links kan ik daar mogelijk een commissie over ontvangen. Ik wil meer informatie

Harde materialen zijn moeilijk te behandelen. Ze zijn moeilijk te snijden, te schrapen en te vervormen. Ze zijn ook moeilijk om mee te werken. Maar wat zijn ze?

Hardheid is een maat voor hoe resistent vaste stof is tegen verschillende soorten permanente vormverandering wanneer er een drukkracht wordt uitgeoefend.

Sommige materialen, zoals metaal, zijn harder dan andere. Macroscopische hardheid wordt over het algemeen gekenmerkt door sterke intermoleculaire bindingen, maar het gedrag van vaste materialen onder invloed is complex; daarom zijn er verschillende hardheidsmetingen: krashardheid, indrukkingshardheid en rebound-hardheid.

In dit artikel leg ik uit wat harde materialen zijn en hoe ze worden gebruikt in de bouw en andere industrieën.

Wat zijn harde materialen

Wat betekent de term "hard materiaal" eigenlijk?

Als we het hebben over harde materialen, verwijzen we naar een bepaald type materiaal dat de consistente eigenschap heeft dat het moeilijk te snijden, te schrapen of te vervormen is. De definitie van hard materiaal is niet een enkele set gegevens of informatie die in een enkel document of een reeks documenten kan worden gevonden. In plaats daarvan vereist het een op maat gemaakte set methoden en richtlijnen om te voldoen aan de relevante vereisten van een bepaald project of een bepaalde opgraving.

Hoe wordt hardheid gemeten?

De hardheid van een stof wordt bepaald door zijn kristallijne structuur, die regelmatig en vaak behoorlijk "strak" is. Dit geldt voor diamanten, glas en andere harde materialen. Hardheid wordt gemeten met behulp van een reeks standaardmethoden die aangeven hoeveel weerstand een materiaal heeft om te worden gescheurd, geschraapt of gesneden. Enkele van de methoden die worden gebruikt om de hardheid te meten, zijn:

  • De schaal van Mohs, die de hardheid van een materiaal beoordeelt op een schaal van 1 tot 10
  • De Rockwell-schaal, die de diepte meet van een inkeping gemaakt door een indringer met diamanten punt
  • De Vickers-schaal, die de grootte meet van een inkeping gemaakt door een indenter met diamanten punt

Hoe harde materialen worden voorbereid

Harde materialen worden vaak op verschillende manieren bereid, afhankelijk van het specifieke materiaal en de vereisten van het project. Enkele veelgebruikte methoden om harde materialen te bereiden zijn:

  • Snijden met een diamantzaag
  • Slijpen met een diamantslijper
  • zandstralen
  • Chemisch etsen

Aangewezen limieten en clausuleovereenkomsten

Bij het werken met harde materialen is het belangrijk op te merken dat er limieten of clausuleovereenkomsten kunnen zijn die specificeren hoe het materiaal moet worden behandeld of voorbereid. Er kunnen bijvoorbeeld grenzen zijn aan de hoeveelheid drainage die op een bepaalde uitgravingslocatie is toegestaan, of er kunnen clausuleovereenkomsten zijn die het gebruik van een bepaald type hard materiaal voor een bepaald project vereisen.

Harde versus zachte materialen: wat onderscheidt ze?

Harde materialen worden gekenmerkt door hun solide aard en hoge weerstand tegen vervorming, terwijl zachte materialen relatief gemakkelijk te vervormen en opnieuw vorm te geven zijn. Enkele veel voorkomende voorbeelden van harde materialen zijn staal, beton en mortel, terwijl rubber en zilver voorbeelden zijn van zachte materialen.

Magnetische eigenschappen

Een ander belangrijk verschil tussen harde en zachte materialen ligt in hun magnetische eigenschappen. Harde materialen, zoals permanente magneten, hebben een hoge coërciviteit en kunnen worden gemagnetiseerd om een ​​sterk magnetisch veld te produceren. Zachte materialen daarentegen hebben een lage coërciviteit en kunnen gemakkelijk worden gedemagnetiseerd.

Magnetisatie lus

De magnetisatielus is een grafiek die de relatie laat zien tussen het magnetische veld en de magnetisatie van een materiaal. Harde materialen hebben een smalle hysteresislus, wat wijst op een hoge coërciviteit en sterke magnetisatie, terwijl zachte materialen een brede hysteresislus hebben, wat duidt op een lage coërciviteit en zwakke magnetisatie.

Atoom structuur

De atomaire structuur van een materiaal speelt ook een rol bij het bepalen van de hardheid ervan. Harde materialen hebben meestal een sterk geordende atomaire structuur, met atomen die in een regelmatig patroon zijn gerangschikt. Zachte materialen hebben daarentegen een meer ongeordende atomaire structuur, met atomen die in een semi-willekeurig patroon zijn gerangschikt.

u gebruikt

De eigenschappen van harde en zachte materialen maken ze geschikt voor verschillende toepassingen. Harde materialen worden vaak gebruikt in constructie en productie, waar sterkte en duurzaamheid belangrijk zijn. Zachte materialen daarentegen worden vaak gebruikt in toepassingen waar beweging en flexibiliteit vereist zijn, zoals in kleding en schoeisel.

Sonore Eigenschappen

Harde materialen hebben ook de neiging sonoor te zijn, wat betekent dat ze een rinkelend geluid produceren wanneer ze worden geraakt. Dit komt omdat de atomen in harde materialen dicht opeengepakt zitten en gemakkelijk kunnen trillen. Zachte materialen zijn daarentegen niet sonoor en produceren geen rinkelend geluid wanneer ze worden geraakt.

Het verkennen van de uitgestrekte wereld van harde materialen

Harde materialen zijn vaste stoffen die niet gemakkelijk kunnen worden vervormd of hervormd. Ze bevatten atomen die compact zijn gerangschikt in een regelmatige kristallijne structuur, waardoor ze hun unieke eigenschappen hebben. De hardheid van een stof wordt bepaald door het vermogen ervan om niet te worden bekrast, gesneden of geschraapt.

Verschillen tussen harde en zachte materialen

De verschillen tussen harde en zachte materialen zijn enorm. Enkele van de belangrijkste verschillen zijn:

  • Harde materialen zijn solide en kunnen niet gemakkelijk worden vervormd of hervormd, terwijl zachte materialen flexibeler zijn en gemakkelijk kunnen worden gevormd of gevormd.
  • Harde materialen zijn doorgaans duurzamer en gaan langer mee dan zachte materialen.
  • Harde materialen worden vaak gebruikt in toepassingen waar sterkte en duurzaamheid belangrijk zijn, terwijl zachte materialen vaak worden gebruikt in toepassingen waar comfort en flexibiliteit belangrijker zijn.

Aangepaste harde materialen

Een belangrijk aspect van harde materialen is dat ze kunnen worden aangepast aan specifieke behoeften. Door bijvoorbeeld de kristallijne structuur van een materiaal te veranderen, is het mogelijk om de hardheid, sterkte en andere eigenschappen ervan te veranderen. Hierdoor kunnen ingenieurs en wetenschappers materialen maken die zijn afgestemd op specifieke toepassingen.

Toegang tot harde materialen

Toegang krijgen tot harde materialen kan een uitdaging zijn, omdat ze zich vaak in de aarde of andere natuurlijke materialen bevinden. Door technologische vooruitgang is het echter gemakkelijker geworden om deze materialen te vinden en te extraheren. Mijnbouwtechnieken stellen ons bijvoorbeeld in staat om toegang te krijgen tot harde materialen zoals diamanten en ijzer die ooit moeilijk te bereiken waren.

De kwestie van hardheid

De kwestie van hardheid is een belangrijke kwestie op veel verschillende gebieden. Door de eigenschappen van harde materialen te begrijpen, kunnen we sterkere, duurzamere structuren creëren, nieuwe snijgereedschappen en schuurmiddelen ontwikkelen en materialen op maat maken voor specifieke toepassingen. Of je nu een wetenschapper, ingenieur of gewoon nieuwsgierig bent naar de wereld om je heen, de studie van harde materialen zal zeker veel antwoorden en inzichten opleveren.

Materialen die kunnen veranderen in vaste harde stoffen

Sommige natuurlijke elementen kunnen door verwerking veranderen in vaste harde materialen. Bijvoorbeeld:

  • IJzer kan worden verwerkt tot gehard staal, dat een hoge hardheid en sterkte heeft.
  • Boor kan worden verwerkt tot boorcarbide, een van de hardste materialen die de mensheid kent.
  • Zilver kan worden verwerkt tot sterling zilver, dat harder is dan puur zilver.

Formules op maat

Sommige materialen kunnen worden aangepast door middel van formules om ze bestand te maken tegen slijtage, scheuren, krassen en snijden. Bijvoorbeeld:

  • Mortel kan worden gemengd met verschillende elementen om een ​​betonproduct met unieke eigenschappen te creëren.
  • Rubber kan worden verwerkt tot een product met een hoge hardheid en sterkte.

Opgeslagen energie

Sommige materialen hebben het vermogen om energie op te slaan, waardoor ze kunnen veranderen in een harde substantie. Bijvoorbeeld:

  • IJs kan worden vervormd en hervormd om een ​​harde substantie te creëren vanwege de energie die erin is opgeslagen.
  • Kwarts kan worden bekrast om een ​​sonore substantie te creëren vanwege de energie die in de atomen zit.

Moderne verwerking

Moderne verwerkingstechnieken maken het mogelijk om zachte materialen om te zetten in harde stoffen. Bijvoorbeeld:

  • Door verschillende soorten metaal te snijden en te vormen, kunnen producten ontstaan ​​met verschillende niveaus van hardheid en sterkte.
  • Door een proces dat ontlaten wordt genoemd, kan glas worden omgezet in een harde substantie.

Het enorme gebruik en de legitieme interesse in harde materialen hebben geleid tot de ontwikkeling van een bank met artikelen en verkopers die ermee instemmen hun kennis en instellingen te delen. Het vermogen om slijtage, scheuren, krassen en snijden te weerstaan, wordt hardheid genoemd en is een eigenschap die in veel verschillende industrieën zeer gewild is.

Conclusie

Dus daar heb je het - harde materialen zijn materialen die moeilijk te snijden, te schrapen of te vervormen zijn. Ze hebben een enkele set gegevensinformatie, in plaats van aangepaste setmethoden te vereisen. Ze voldoen aan de relevante vereisten voor het gegeven project en de hardheid van de uitgraving kan worden gemeten met behulp van de schaal van Mohs, de schaal van Rockwell en de schaal van Vickers. Harde materialen zijn belangrijk voor constructie en productie en kunnen worden gebruikt voor hardheid en duurzaamheid. Ze worden ook gebruikt voor comfort en flexibiliteit, en dus moet je de enorme wereld van harde materialen verkennen.

Ik ben Joost Nusselder, de oprichter van Tools Doctor, contentmarketeer en papa. Ik ben dol op het uitproberen van nieuwe apparatuur en samen met mijn team maak ik sinds 2016 diepgaande blogartikelen om trouwe lezers te helpen met tools en knutseltips.