Mar a nì thu tomhas air cruas mèinnearach
Pendahuuan
Tha cruas mèinnearach na fheart fiosaigeach cudromach ann an geòlas agus mèinnearachd. Tha an fheart seo a’ buntainn ri strì mèinnearach an aghaidh sgrìobadh no sgrìobadh. Tha tomhas cruas mèinnearach na phròiseas a dh’ fheumas diofar dhòighean agus innealan iomchaidh gus toraidhean ceart fhaighinn. Bruidhnidh an artaigil seo air diofar dhòighean airson cruas mèinnearach a thomhas, bho dhòighean àbhaisteach leithid sgèile Mohs gu dòighean nas iom-fhillte leithid deuchainn cruas Vickers.
Sgèile Mohs: Modh Bunasach
Is e sgèile Mohs aon de na dòighean as sìmplidh agus as aithnichte airson cruas mèinnearach a thomhas. Air a thoirt a-steach leis an eòlaiche-mèinnearach Friedrich Mohs ann an 1812, bidh sgèile Mohs a’ rangachadh mhèinnearaich stèidhichte air an comas sgrìobadh no a bhith air an sgrìobadh le mèinnearaich eile. Tha an sgèile air a dhèanamh suas de 10 mèinnearaich iomraidh air an sònrachadh àireamh cruas eadar 1 (am mèinnear as buige, talc) agus 10 (am mèinnear as cruaidhe, daoimean).
Ceumannan airson Sgèile Mohs a chleachdadh:
1. Ullaich an Sampall: Tagh am mèinnear a tha thu airson a dhearbhadh agus dèan cinnteach gu bheil an uachdar glan agus saor bho thruailleadh a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air na toraidhean.
2. Comharrachadh Iomraidh: Ullaich seata de mhèinnirean iomraidh bhon sgèile Mohs anns a bheil talc (1), gypsum (2), calcite (3), fluorite (4), apatite (5), feldspar (6), grian-chlach (7), topaz (8), corundum (9), agus daoimean (10).
3. Dèan Deuchainn Sgrìobaidh: Suath am mèinnear iomraidh air an sampall a thathar a’ dèanamh deuchainn air. Ma sgrìobas am mèinnear iomraidh an sampall, tha cruas an t-sampall nas ìsle na cruas a’ mhèinneir iomraidh. Mura dèan, tha cruas an t-sampall nas àirde.
4. Clàraich na Toraidhean: Co-dhùin càite a bheil an sampall agad air sgèile Mohs stèidhichte air toraidhean an deuchainn sgrìobaidh.
Cùis eisimpleir:
Ma sgrìobas calcite (cruas 3) an sampall agad, ach nach urrainn dha fluorite (cruas 4) an sampall agad a sgrìobadh, tha cruas do mhèinneir eadar 3 agus 4 air sgèile Mohs.
Tha an dòigh seo glè chumanta air sgàth cho sìmplidh ‘s a tha e, ach tha cuingealachaidhean ann cuideachd, gu h-àraidh a thaobh cruinneas agus mionaideachd aig luachan cruas eadar-mheadhanach.
Deuchainn Cruas Vickers
’S e dòigh adhartach a th’ ann an dòigh Vickers a thathar a’ cleachdadh gus cruas mèinnearach a thomhas le barrachd mion-fhiosrachaidh agus cruinneas. Tha an dòigh seo a’ toirt a-steach pioramaid daoimean a bhrùthadh an aghaidh uachdar a’ mhèinneir le feachd shònraichte. Tha doimhneachd no leud an sgrìobaidh a thig às an sin air a thomhas an uairsin gus cruas Vickers (HV) a dhearbhadh.
Ceumannan airson Modh Vickers a chleachdadh:
1. Ullaich an Sampall: Gearr agus snasaich an sampall mèinnearach gus am bi an uachdar glè rèidh.
2. Ullaich Inneal Deuchainn Vickers: Mar as trice bidh an inneal seo a’ toirt a-steach pioramaid daoimean agus miocroscop gus an lùbadh a thomhas.
3. Dèan Deuchainn Brùthaidh: Brùth am pioramaid daoimean air uachdar a’ mhèinneir le feachd sònraichte agus cum e airson ùine shònraichte.
4. Tomhais an Lùb: Tomhais trast-thomhas na lùibe a thig às a’ cleachdadh miocroscop a tha air a thoirt a-steach leis an inneal deuchainn.
5. Obraich a-mach Cruas Vickers: Cleachd am foirmle a tha air a thoirt seachad leis an dòigh Vickers gus an cruas obrachadh a-mach. Faodar cruas Vickers a chur an cèill mar HV = 1.854 F/D², far a bheil F a’ riochdachadh an fheachd teannachaidh ann an cileagram-fheachd (kgf) agus D trast-thomhas an toll ann am millimeatairean.
Deuchainn Cruas Brinell
’S e dòigh Brinell dòigh eile a thathas a’ cleachdadh sa mhòr-chuid airson stuthan nas buige no nas brisge. Bidh an siostam seo a’ cleachdadh ball stàilinn no carbide air a bhrùthadh a-steach do uachdar an stuth le feachd shònraichte. Tha trast-thomhas an t-slaodaidh a thig às air a thomhas gus luach cruas Brinell (HB) a dhearbhadh.
Ceumannan airson Modh Brinell a chleachdadh:
1. Ullaich an Sampall: Feumaidh uachdar a’ mhèinneir a bhith rèidh agus saor bho thruailleadh.
2. Ullaich an Uidheam Deuchainn Brinell: Mar as trice bidh ball stàilinn agus miocroscop ann gus an claonadh a thomhas.
3. Dèan Deuchainn Brùthaidh: Brùth ball stàilinn air uachdar a’ mhèinneir le feachd sònraichte agus cum e airson ùine shònraichte.
4. Tomhais an Lùb: Tomhais trast-thomhas na lùibe gu ceart le bhith a’ cleachdadh miocroscop.
5. Obraich a-mach Cruas Brinell: Cleachd am foirmle HB = 2F / (πD(D – sqrt(D² – d²))), far a bheil F na fheachd teannachaidh ann an niùtan, D trast-thomhas a’ bhàil deuchainn, agus d trast-thomhas an clais.
Dòighean-obrach a bharrachd
A bharrachd air na modhan a chaidh ainmeachadh mar-thà, tha grunn dhòighean eile ann airson cruas mèinnearach a thomhas, leithid modh Knoop, modh Rockwell, agus deuchainn meanbh-chruas a’ cleachdadh nano-indentation. Tha buannachdan agus crìochan aig gach modh, ach tha iad uile ag amas air dàta a thoirt gu buil le ìre àrd de chruinneas agus mion-fhiosrachadh.
Modh Knoop
Tha deuchainn cruas Knoop (KHN) na dhòigh-obrach coltach ri dòigh Vickers, ach a’ cleachdadh inneal-inntrigidh pioramaideach trì-cheàrnach. Bithear tric a’ cleachdadh an dòigh-obrach seo airson stuthan glè thana no brisg a dhearbhadh.
Modh Rockwell
’S e deuchainn cruas Rockwell dòigh a bhios a’ cleachdadh inneal-inntrigidh cruinn no còn gus doimhneachd treòrachaidh a thomhas a-steach do stuth fo luchd. Tha an luach air a thomhas le bhith a’ dèanamh coimeas eadar doimhneachd treòrachaidh an inneal-inntrigidh ro agus às dèidh an fheachd a bhith air a cur an sàs.
Nanoindentation
Tha dòigh nas ùire agus nas sofaistigichte, nano-indentation, a’ toirt a-steach cleachdadh indenter glè bheag gus feartan meacanaigeach stuthan a thomhas aig an nano-sgèile. Tha an dòigh seo glè fheumail airson sgrùdadh a dhèanamh air feartan meanbh-structarail mhèinnirean.
Co-dhùnadh
Tha tomhas cruas mèinnearach na phàirt chudromach de gheòlas agus mèinnearachd. Tha dòighean tomhais cruas a’ dol bho dhòighean sìmplidh mar sgèile Mohs gu dòighean adhartach mar dheuchainnean cruas Vickers, Brinell, agus Knoop. Tha an roghainn dòigh an urra ris an t-seòrsa mèinnearach a thathar a’ dèanamh deuchainn air agus an ìre cruinneas a tha thu ag iarraidh. Le bhith a’ maighstireachd nan dòighean sin, faodaidh luchd-saidheans agus teicneòlaichean tuigse fhaighinn air feartan fiosaigeach mèinnearach agus an cleachdadh airson grunn thagraidhean, bho rannsachadh saidheansail gu gnìomhachas.
