Harde materialer er vanskelige å håndtere. De er vanskelige å kutte, skrape og forvrenge. De er også vanskelige å jobbe med. Men hva er de?
Hardhet er et mål på hvor motstandsdyktig fast materiale er mot ulike typer permanent formendring når en trykkkraft påføres.
Noen materialer, for eksempel metall, er hardere enn andre. Makroskopisk hardhet er generelt preget av sterke intermolekylære bindinger, men oppførselen til faste materialer under kraft er kompleks; derfor er det forskjellige målinger av hardhet: ripehardhet, innrykkhardhet og reboundhardhet.
I denne artikkelen vil jeg forklare hva harde materialer er og hvordan de brukes i konstruksjon og andre bransjer.
I dette innlegget dekker vi:
Hva betyr egentlig begrepet "hardt materiale"?
Når vi snakker om harde materialer, refererer vi til en bestemt type materiale som har en gjennomgående egenskap av å være vanskelig å kutte, skrape eller forvrenge. Definisjonen av hardt materiale er ikke et enkelt sett med data eller informasjon som kan finnes i et enkelt dokument eller en serie med dokumenter. I stedet krever det et tilpasset sett med metoder og veiledning for å samsvare med de relevante kravene til et gitt prosjekt eller utgraving.
Hvordan måles hardhet?
Hardheten til et stoff er diktert av dets krystallinske struktur, som er regelmessig og ofte ganske "tett". Dette gjelder diamanter, glass og andre harde materialer. Hardhet måles ved hjelp av et sett med standardmetoder som angir motstandsnivået et materiale har mot å bli revet, skrapet eller kuttet. Noen av metodene som brukes for å måle hardhet inkluderer:
- Mohs-skalaen, som vurderer et materiales hardhet på en skala fra 1 til 10
- Rockwell-skalaen, som måler dybden av en innrykk laget av en diamant-spiss
- Vickers-skalaen, som måler størrelsen på en innrykk laget av en innrykk med diamantspiss
Hvordan harde materialer tilberedes
Harde materialer tilberedes ofte ved hjelp av en rekke metoder, avhengig av det spesielle materialet og kravene til prosjektet. Noen vanlige metoder som brukes til å tilberede harde materialer inkluderer:
- Kapping med diamantsag
- Sliping med diamantsliper
- sandblåsing
- Kjemisk etsing
Utpekte grenser og klausulavtaler
Når du arbeider med harde materialer, er det viktig å merke seg at det kan være utpekte grenser eller klausulavtaler som spesifiserer hvordan materialet skal håndteres eller forberedes. Det kan for eksempel være begrensninger på hvor mye drenering som kan tillates på et bestemt gravested, eller det kan være klausulavtaler som krever bruk av en bestemt type hardt materiale for et gitt prosjekt.
Harde kontra myke materialer: Hva skiller dem fra hverandre?
Harde materialer kjennetegnes ved sin solide natur og høye motstand mot deformasjon, mens myke materialer er relativt enkle å deformere og omforme. Noen vanlige eksempler på harde materialer inkluderer stål, betong og mørtel, mens gummi og sølv er eksempler på myke materialer.
Magnetiske egenskaper
En annen nøkkelforskjell mellom harde og myke materialer ligger i deres magnetiske egenskaper. Harde materialer, som permanente magneter, har høy koercitivitet og kan magnetiseres for å produsere et sterkt magnetfelt. Myke materialer har derimot lav koersivitet og kan lett avmagnetiseres.
Magnetiseringsløkke
Magnetiseringssløyfen er en graf som viser forholdet mellom magnetfeltet og magnetisering av et materiale. Harde materialer har en smal hysteresesløyfe, noe som indikerer en høy koersivitet og sterk magnetisering, mens myke materialer har en bred hysteresesløyfe, noe som indikerer lav koersivitet og svak magnetisering.
Atomstruktur
Atomstrukturen til et materiale spiller også en rolle i å bestemme dets hardhet. Harde materialer har vanligvis en svært ordnet atomstruktur, med atomer arrangert i et regelmessig mønster. Myke materialer har derimot en mer uordnet atomstruktur, med atomer ordnet i et semi-tilfeldig mønster.
Bruker
Egenskapene til harde og myke materialer gjør dem egnet for ulike bruksområder. Harde materialer brukes ofte i konstruksjon og produksjon, hvor styrke og holdbarhet er viktig. Myke materialer, derimot, brukes ofte i applikasjoner der bevegelse og fleksibilitet er påkrevd, for eksempel i klær og fottøy.
Sonorøse egenskaper
Harde materialer har også en tendens til å være klangfulle, noe som betyr at de produserer en ringelyd når de treffes. Dette er fordi atomene i harde materialer er tettpakket og lett kan vibrere. Myke materialer er derimot ikke-lydfulle og produserer ikke en ringelyd når de treffes.
Utforsk den store verden av harde materialer
Harde materialer er faste stoffer som ikke lett kan deformeres eller omformes. De inneholder atomer som er kompakt ordnet i en vanlig krystallinsk struktur, noe som gir dem deres unike egenskaper. Hardheten til et stoff bestemmes av dets evne til å motstå å bli ripet, skåret i skiver eller skrapet.
Forskjeller mellom harde og myke materialer
Forskjellene mellom harde og myke materialer er store. Noen av de viktigste forskjellene inkluderer:
- Harde materialer er solide og kan ikke lett deformeres eller omformes, mens myke materialer er mer fleksible og lett kan støpes eller formes.
- Harde materialer er vanligvis mer holdbare og langvarige enn myke materialer.
- Harde materialer brukes ofte i applikasjoner hvor styrke og holdbarhet er viktig, mens myke materialer ofte brukes i applikasjoner hvor komfort og fleksibilitet er viktigere.
Tilpassede harde materialer
Et viktig aspekt ved harde materialer er at de kan tilpasses for å møte spesifikke behov. For eksempel, ved å endre den krystallinske strukturen til et materiale, er det mulig å endre dets hardhet, styrke og andre egenskaper. Dette gjør det mulig for ingeniører og forskere å lage materialer som er skreddersydd for spesifikke bruksområder.
Tilgang til harde materialer
Tilgang til harde materialer kan være en utfordring, siden de ofte er inneholdt i jorden eller andre naturlige materialer. Fremskritt innen teknologi har imidlertid gjort det lettere å finne og trekke ut disse materialene. For eksempel lar gruveteknikker oss få tilgang til harde materialer som diamanter og jern som en gang var vanskelig å nå.
Spørsmålet om hardhet
Spørsmålet om hardhet er et viktig spørsmål på mange forskjellige felt. Ved å forstå egenskapene til harde materialer kan vi skape sterkere, mer holdbare strukturer, utvikle nye skjæreverktøy og slipemidler, og lage tilpassede materialer for spesifikke bruksområder. Enten du er vitenskapsmann, ingeniør eller bare nysgjerrig på verden rundt deg, vil studiet av harde materialer garantert gi mange svar og innsikt.
Materialer som kan omdannes til faste harde stoffer
Noen naturlige elementer har evnen til å forvandle seg til solide harde materialer gjennom bearbeiding. For eksempel:
- Jern kan bearbeides til herdet stål, som har en høy grad av hardhet og styrke.
- Bor kan bearbeides til borkarbid, som er et av de hardeste materialene mennesket kjenner til.
- Sølv kan bearbeides til sterlingsølv, som er hardere enn rent sølv.
Tilpassede formler
Noen materialer kan tilpasses gjennom formler for å gjøre dem i stand til å motstå slitasje, rive, riper og kutt. For eksempel:
- Mørtel kan blandes med ulike elementer for å lage et betongprodukt med unike egenskaper.
- Gummi kan bearbeides for å lage et produkt med høy hardhet og styrke.
Lagret energi
Noen materialer har evnen til å lagre energi, noe som gjør at de kan endre seg til et hardt stoff. For eksempel:
- Is kan deformeres og omformes for å skape et hardt stoff på grunn av energien som er lagret i den.
- Kvarts kan ripes opp for å lage et klangfullt stoff på grunn av energien som finnes i atomene.
Moderne behandling
Moderne prosesseringsteknikker gjør det mulig å transformere myke materialer til harde stoffer. For eksempel:
- Kutting og forming av ulike typer metaller kan skape produkter med varierende grad av hardhet og styrke.
- Gjennom en prosess som kalles herding, kan glass omdannes til et hardt stoff.
Den enorme bruken og den legitime interessen for harde materialer har ført til utviklingen av en bank av artikler og leverandører som samtykker i å dele sin kunnskap og innstillinger. Evnen til å motstå slitasje, riper og skjæring kalles hardhet, og det er en egenskap som er svært ettertraktet i mange forskjellige bransjer.
konklusjonen
Så der har du det – harde materialer er de som er vanskelige å kutte, skrape eller forvrenge. De har et enkelt sett med datainformasjon, i stedet for å kreve tilpassede settmetoder. De samsvarer med relevante krav gitt prosjektet, og utgravningshardheten kan måles ved hjelp av Mohs-skalaen, Rockwell-skalaen og Vickers-skalaen. Harde materialer er viktige for konstruksjon og produksjon, og kan brukes for hardhet og holdbarhet. De brukes også for komfort og fleksibilitet, og derfor bør du utforske den enorme verdenen av harde materialer.
Jeg er Joost Nusselder, grunnleggeren av Tools Doctor, innholdsmarkedsfører og pappa. Jeg elsker å prøve ut nytt utstyr, og sammen med teamet mitt har jeg laget dybdebloggartikler siden 2016 for å hjelpe lojale lesere med verktøy og håndverkstips.
