Mi az a ceruza keménységteszt?

A Wolff-Wilborn-tesztként is emlegetett ceruzakeménység-vizsgálat a grafitceruza különböző keménységi értékeit használja a bevonat keménységének értékelésére. Ez egy egyszerű, mégis rendkívül hatékony módszer egy anyag felületének keménységének meghatározására. A ceruzáknak a mintába történő benyomásával a bevonat keménysége a keletkező nyom alapján azonosítható. Ezt a vizsgálatot az egyszerű használhatósága és költséghatékonysága miatt széles körben alkalmazzák különböző iparágakban, az elektronikától az autógyártásig.

Hogyan működik a ceruza keménységvizsgálat?

A ceruzakeménység-vizsgálat során 9H (a legkeményebb) és 9B (a leglágyabb) között osztályozott ceruzákat használnak, a keménységi skálát a ceruzamagban lévő agyag és grafit mennyisége határozza meg. Az eljárás során a ceruzát általában 45 fokos szögben kell tartani a vizsgált felülethez, és egyenletes erőt kell kifejteni. Ha a ceruza nyomot hagy, a felület nem olyan kemény, mint a ceruza. Ha ezt az eljárást különböző ceruzákkal megismétli, meghatározhatja az anyagfelület pontos keménységét.

A keménység osztályozása: Numerikus és HB grafit skálák

A ceruza grafitmagjának keménységét két skálán lehet osztályozni. Az első egy numerikus skála; minél magasabb a szám, annál keményebb a jelölőmag. Mivel az alacsonyabb számoknál a mag lágyabbá válik, több grafit marad az anyagon, és sötétebb lesz a jelölés. A második skála a HB grafit skála; a "H" a keménységet, míg a "B" a feketeséget jelzi. Ezeknek a skáláknak a megértése kulcsfontosságú a tesztelési igényeinek megfelelő ceruza kiválasztásához.

A filmkeménység szabványos vizsgálati módszere ceruzateszt segítségével

Az ASTM D3363 egy szabványosított vizsgálati módszer, amelyet egy bevonat keménységének értékelésére terveztek ceruza- vagy rajzceruzahegyek használatával. Ez a módszer a bevonat kikeményedését is értékeli, és párosítható más vizsgálatokkal, például az ASTM D7869-cel, az anyag keménységének időbeli alakulásának jellemzésére. Az Interelectronix-nál az ASTM D3363 szabványt beépítjük átfogó festékvizsgálati szolgáltatásainkba, hogy biztosítsuk, hogy bevonatai megfeleljenek a legmagasabb szabványoknak.

A filmkeménység értékelése ceruzakeménység-vizsgálattal

Ennek a vizsgálati protokollnak a célja a bevonatos film keménységének meghatározása ceruzakeménység-mérésekkel. A módszer során a bevonat felületi esztétikáját értékelik, miután egy ismert keménységű ceruzával 45 fokos szögben, állandó erő alkalmazásával megpróbálják megkarcolni a bevonatot. Ezt a folyamatot megismétlik egy, a keménységi skálán lejjebb lévő ceruzával, amíg meg nem határozzák a legkeményebb ceruzát, amely a filmet vágás nélkül hagyja, és a legkeményebb ceruzát, amely nem karcolja meg a mintát.

Az ASTM D3363 vizsgálat során figyelembe veendő tényezők

Az ASTM D3363 vizsgálat elvégzésekor több tényezőt kell figyelembe venni, beleértve a filmvastagságot és a használt ceruza típusát. A minta méretének elegendőnek kell lennie a kísérlet kétszeri elvégzéséhez. A tipikus vizsgálati körülmények között a hőmérséklet 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) és a relatív páratartalom 50 ± 5%. A fa ceruza keménységi skálája 6B (leglágyabb) és 6H (legkeményebb) között mozog, és a megfelelő keménység kiválasztása kulcsfontosságú a pontos vizsgálathoz.

A ceruza keménységvizsgálatának jelentősége a különböző iparágakban

Az elektronikai iparban például az érintőképernyős készülékek tartóssága a kijelzőfelület keménységétől függ. A karcálló képernyő nemcsak a felhasználói élményt növeli, hanem a készülék élettartamát is meghosszabbítja. Az autógyártók a ceruza keménységvizsgálatra támaszkodnak annak biztosítása érdekében, hogy a műszerfal anyagai és a külső bevonatok ellenálljanak a mindennapi igénybevételnek. Hasonlóképpen, az építőiparban a vizsgálat segít a padlóbevonatok és más anyagok keménységének ellenőrzésében, biztosítva, hogy azok megfeleljenek a szükséges tartóssági előírásoknak.

Kerámia bevonatok keménysége: Ceruza karcolás 9H keménységteszt

A bevonatok általában nagyon vékony anyagrétegek, amelyeket egy szubsztrát hordoz. Bármi, ami egy hordozóra kerül, bevonat, beleértve a viaszokat, lakkokat, akril- és zománcfestékeket és egyéb anyagokat. A kemény alapra felvitt bevonat természetesen növeli a bevonat keménységét. Például egy kerámiabevonat védőréteget képez egy autó átlátszó bevonatán, amely megvédi azt a káros UV-sugaraktól, pollenektől, madárürüléktől, savas esőtől és más károsító elemektől.

Mi a keménység?

A keménység egy szilárd anyag ellenállása a deformációval szemben, amikor nyomóerőt alkalmaznak rá. Bizonyos anyagok (pl. fémek) keményebbek, mint mások (pl. műanyagok). A makroszkopikus keménységet általában az erős intermolekuláris kötések jellemzik, de a szilárd anyagok erőhatás alatti viselkedése ennél összetettebb, és magában foglalja a karcolási keménységet, a benyomódási keménységet és a visszapattanási keménységet. A keménység nagymértékben függ a képlékenységtől, a rugalmas merevségtől, a képlékenységtől, az alakváltozástól, a szilárdságtól, a szívósságtól, a viszkoelaszticitástól és a viszkozitástól.

Karcoló keménységi skála típusai

A karcolási keménységvizsgálatok az anyag karcolásokkal és kopással szembeni keménységét határozzák meg. A leggyakoribb skálák a következők:

• Mohs skála: A relatív karcolási keménység alapján, ahol a talkum 1, a gyémánt pedig 10. Nem lineáris, és a legtöbb modern csiszolóanyag 9 és 10 közé esik.
• Ridgway skála: Módosítja a Mohs-skálát, a gránát keménységét 10-re, a gyémántét pedig 15-re teszi.
• Wooddell-skála: A Ridgway-skálát a kopásállóság segítségével bővíti, így a dél-amerikai barna gyémántbort 42,4-es értéket kap.

Ceruza keménységi skála: Hogyan működik?

Az ásványi skálák nem alkalmasak bevonatokra vagy filmekre, ami a ceruzakeménységi skálát használó szabványosított ASTM-módszerhez vezetett. A Mohs-féle skálán 1-2H értékű grafitceruzákat használnak a tiszta és pigmentált szerves bevonófilmek keménységének mérésére. Ez a módszer kulcsfontosságú a fejlesztési munkák és a gyártásellenőrzés szempontjából, bár az eredmények laboratóriumonként eltérhetnek a használt ceruzák és táblák közötti különbségek miatt.

Hogyan történik a ceruza keménységvizsgálata?

A vizsgálathoz általában 25,4-38,1 mikron vastagságú bevonatot használnak, amelyet 7 napig hagynak száradni. Kiválasztunk egy ceruzát, és egy kb. 1/2 hüvelyk hosszú vonalat húzunk. Ha megkarcolja a felületet, egy puhább ceruzát használnak, amíg meg nem találják az első olyan ceruzát, amely nem karcolja meg a bevonatot. A vizsgálatot az állandóság érdekében megismétlik. Egyes bevonatok olyan kemények, hogy még egy 10H ceruza sem karcolja meg őket, így 10H minősítést kapnak.