Gogortasun
 |
Artikulu hau hobetzeko lanean ari da wikilari bat. Hori dela eta, beharbada hutsuneren batzuk izango dira edukian edo formatuan. Mesedez, aldaketa handi bat egin baino lehen, eztabaida ezazu haren lankide orrian edo artikuluaren eztabaida orrian, erredakzioa koordinatzeko. |
Mineralogian, gogortasuna gai batek duen gaitasuna da beste gai batzuk higatzeko edo haietan mailatuak edo arrastoak egitea. Alegia, mineral batek urratzen uzteko duen erresistentzia da. Gai bat beste bat baino gogorragoa dela esaten da lehendabizikoak beste gaiari arrastoa egin diezaiokeenean.
Mineralogian, mineralen gogortasuna Friedrich Mohs geologoak asmatutako Mohs eskalaren arabera sailkatzen da. Hamar mailako eskala erabiltzen da: diamantea 10, zafiroa 9, topazioa 8, kuartzoa 7, feldespatoa 6, apatita 5, fluorita 4, kaltzita 3, igeltsua 2 eta talkoa 1. Adibidez, 7,5eko gogortasuna duen gaiak arrastoa egin dezake kuartzoan, baina topazioari ere egin dakioke.
Neurriak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Hiru gogortasun-neurketa nagusi daude: scratch, indentation eta rebound. Neurketa horietako bakoitzaren barruan, banakako neurketa-eskalak daude. Arrazoi praktikoengatik, bihurketa-taulak eskala baten eta bestearen arteko bihurketak egiteko erabiltzen dira.
Scratch gogortasuna
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Scratch gogortasuna objektu zorrotz baten marruskaduraren ondoriozko neurria da, lagin batek hausturarekiko edo deformazio plastiko iraunkorrarekiko duen erresistentziarena.[1] Printzipioa da material gogorrago batez egindako objektu batek material bigunago batez egindako objektu bat urratuko duela. Estaldurak probatzerakoan, scratch gogortasunak filmaren bidez substraturaino mozteko beharrezkoa den indarrari egiten dio erreferentzia. Frogarik ohikoena Mohs eskala da, mineralogian erabiltzen dena. Neurketa hori egiteko tresna bat esklerometroa da.
Froga horiek egiteko erabiltzen den beste tresna bat poltsikoko gogortasun-frogatzailea da. Erreminta hau lau gurpileko gurdi bati lotutako marka graduatuak dituen eskala-beso batean datza. Arraspatzeko tresna muntatu bat da, ertz zorrotzekoa, proba-azalerako angelu jakin batean dagoena. Erabili ahal izateko, masa ezaguneko pisu bat gehitzen zaio eskala-besoari marka graduatuetako batean; ondoren, tresna froga-gainazalean zehar urratzen da. Pisua eta markak erabiltzeak presio jakina aplikatzea ahalbidetzen du, makina konplikatuen beharrik gabe.[2]
Indentation gogortasuna
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Indentation gogortasunak neurtzen du objektu zorrotz baten etengabeko konpresio-kargaren ondoriozko erresistentzia, lagin batek materialen deformazioarekiko duena. Indentationerako probak ingeniaritzan eta metalurgian erabiltzen dira bereziki. Probek lan egiten dute indentazio baten dimentsio kritikoen neurketaren oinarrizko premisan. Indentationaren gogortasun eskala arruntak Rockwell, Vickers, Shore eta Brinell dira, besteak beste.
Rebound gogortasuna
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Gogortasun dinamikoa izenaz ere ezaguna, neurtzen du altuera finko batetik material batera eroritako diamantezko mailuaren "errebotearen" altuera. Erlazionaturik dago elastikotasunarekin. Neurketa horiek egiteko aparatuari eskleroskopioa deritzo.[3] Gogortasun hori neurtzeko bi eskalak dira: Leeb-en gogortasun proba eta Bennetten gogortasun eskala. Kontaktu ultrasonikoaren inpedantzia metodoak (UCI) gogortasuna determinatzen du haga kulunkari baten maiztasuna neurtuz. Haga hori metalezko ardatz bat da, elementu dardarakorrekin, eta piramide formako diamante bat mutur batetik igota.[4]
Mekanismoak eta teoria
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Gogortasunaren atzean dagoen mekanismoa ulertzeko gakoa mikroegitura metalikoa ulertzea da, edo atomoen egitura eta antolamendua maila atomikoan. Izan ere, material baten mikroegiturak determinatzen ditu gaur egungo ondasunen fabrikaziorako ezaugarri metaliko garrantzitsuenak.[5] Maila atomikoan, metal bateko atomoak kristal-sare izeneko matrize tridimentsional ordenatu batean antolatuta daude. Berez, metal baten ale jakin batek ez du inoiz kristal-sare bakar sendorik edukiko. Metal lagin jakin batek ale asko izango ditu, eta ale bakoitzak matrize eredu nahiko sendoa izango du. Are eskala txikiagoan, ale bakoitzak irregulartasunak ditu.
Mikroegituraren ale-mailan bi irregulartasun daude materialaren gogortasunaren erantzule direnak. Irregulartasun horiek puntu eta lerro akatsak dira. Puntu akats bat alearen hiru dimentsioko sare orokorraren barruan dagoen sare bakar batean dagoen irregulartasun bat da. Hiru akats nagusi daude. Matrizean atomo bat falta bada, huts-akatsa sortzen da. Sare-gunean atomo mota ezberdin bat baldin badago, normalean metalezko atomo batek hartu beharko lukeena, ordezko akats bat sortzen da. Normalean egon behar ez lukeen leku batean atomo bat badago, akats interstiziala sortzen da. Hori posible da atomoen arteko espazioa dagoelako kristal-sare batean. Puntu akatsak kristal-sareko leku bakar bateko irregulartasunak diren bitartean, lerro akatsak atomo plano bateko irregulartasunak dira. Deslokalizazioak lineako akats mota bat dira, plano horien lerrokatze okerra dakarrena. Mugako deslokalizazio baten kasuan, atomo plano erdi bat bi atomo planoren artean sartzen da. Torloju baten deslokalizazioaren kasuan, bi atomo plano konpentsatzen dira horien artean dabilen helizezko matrize batekin.[6]
Kristaletan, gogortasuna sareko atomoen artean dauden muga topologikoen araberakoa da.[7] Horregatik, zurruntasun-teoriak aukera eman du gogortasun-balioak aurreikusteko konposizioari dagokionez.
Deslokalizazioa mekanismo bat da atomoen planoek irrist egin dezaten, eta metodo hori deformazio plastiko edo iraunkorrerako erabiltzen da.[8] Atomoen planoak desplazamenduaren alde batetik bestera joan daitezke modu eraginkorrean, materiala zeharkatu eta behin betiko deformatu ahal izateko. Deslokalizazio horiek ahalbidetzen duten mugimenduak materialaren gogortasuna gutxitzen du.
Atomoen planoen mugimendua inhibitzeko eta, horrela, zailtzeko moduak, deslokalizazioen eta atomo interstizialen arteko elkarrekintza dakar. Deslokalizazio bat beste batekin gurutzatzen denean, ezin du gehiago zeharkatu kristal-sarea. Deslokalizazioen ebakidurak ainguratze-puntu bat sortzen du eta ez du uzten atomoen planoek bata bestearen gainean irristatzen jarrai dezaten.[9] Deslokalizazio bat atomo interstizialekiko elkarrekintzaren bidez ere ainguratu daiteke. Deslokalizazio bat bi atomo interstizialekin edo gehiagorekin kontaktuan jartzen bada, planoen irristatzea berriro etengo da. Atomo interstizialek aingura-puntuak sortzen dituzte, edo finkapen-puntuak, deslokalizazioak gurutzatzen diren modu berean.
Atomo interstizialen presentzia eta deslokalizazioen dentsitatea aldatuz, metal jakin baten gogortasuna kontrola daiteke. Nahiz eta itxuraz intuizioaren kontrakoa izan, deslokalizazioen dentsitatea handitu ahala, elkargune gehiago sortzen dira, eta ondorioz, aingura-puntu gehiago. Era berean, atomo interstizial gehiago gehitzen diren heinean, finkapen-puntu gehiago sortzen dira, deslokalizazioen mugimenduak eragozten dituztenak. Ondorioz, zenbat eta aingura-puntu gehiago gehitu, orduan eta materiala gogorrago bihurtuko da.
Erreferentziak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- ↑ Wredenberg, Fredrik; Larsson, Per-Lennart. (2009-01-05). «Scratch testing of metals and polymers: Experiments and numerics» Wear 266 (1): 76–83. doi:. ISSN 0043-1648. (kontsulta data: 2025-10-23).
- ↑ (Ingelesez) Wayback Machine. 2025-10-16 (kontsulta data: 2025-10-23).
- ↑ «A Guide To Rebound Hardness And Scleroscope Test - Science Articles» articlestree.com (kontsulta data: 2025-11-01).
- ↑ (Ingelesez) Admin. (2015-10-23). «The UCI method» NOVOTEST - quality testing devices - hardness tester, flaw detector, thickness gauge (kontsulta data: 2025-11-01).
- ↑ Haasen, P. (1978). Physical metallurgy. Cambridge [Eng.]; New York: Cambridge University Press.
- ↑ Samuel, J. (2009). Introduction to materials science course manual. Madison, Wisconsin: University of Wisconsin-Madison.
- ↑ Smedskjaer, Morten M.; Mauro, John C.; Yue, Yuanzheng. (2010-09-08). «Prediction of Glass Hardness Using Temperature-Dependent Constraint Theory» Physical Review Letters 105 (11): 115503. doi:. (kontsulta data: 2025-11-02).
- ↑ Haasen, P. (1978). Physical metallurgy. Cambridge [Eng.]; New York: Cambridge University Press.
- ↑ Leslie, W. C.. (1982). The physical Metallurgy of steels: International student edition. McGraw-Hill ISBN 978-0-07-037780-6. (kontsulta data: 2025-11-02).
Kanpo estekak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
- Artikulu honen edukiaren zati bat Lur hiztegi entziklopedikotik edo Lur entziklopedia tematikotik txertatu zen 2011/12/27 egunean. Egile-eskubideen jabeak, Eusko Jaurlaritzak, hiztegi horiek CC-BY 3.0 lizentziarekin argitaratu ditu, Open Data Euskadi webgunean.