تست سختی مداد چیست؟

تست سختی مداد که به آن تست وولف-ویلبورن نیز گفته می شود، از مقادیر سختی متفاوت مدادهای گرافیتی برای ارزیابی سختی پوشش استفاده می کند. این یک روش ساده و در عین حال بسیار موثر برای تعیین سختی سطح یک ماده است. با فشار دادن مداد به داخل نمونه، سختی پوشش با ردیابی تولید شده مشخص می شود. این تست به دلیل سهولت استفاده و مقرون به صرفه بودن در صنایع مختلف از الکترونیک گرفته تا تولید خودرو به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

نحوه عملکرد تست سختی مداد

تست سختی مداد شامل استفاده از مدادهایی است که از 9H (سخت ترین) تا 9B (نرم ترین) درجه بندی شده اند و مقیاس سختی با مقدار خاک رس در مقابل گرافیت در هسته مداد تعیین می شود. این روش معمولا شامل نگه داشتن مداد با زاویه 45 درجه نسبت به سطح آزمایش و اعمال یک نیروی ثابت است. اگر مداد اثری از خود به جا بگذارد، سطح آن به سختی مداد نیست. با تکرار این فرآیند با مدادهای مختلف می توانید سختی دقیق سطح مواد را تعیین کنید.

سختی درجه بندی: مقیاس های گرافیتی عددی و HB

دو مقیاس برای درجه بندی سختی هسته گرافیتی مداد وجود دارد. اولی یک مقیاس عددی است. هرچه عدد بیشتر باشد، هسته علامت گذاری سخت تر است. همانطور که هسته در اعداد پایین تر نرم تر می شود، گرافیت بیشتری روی مواد و علامت تیره تری باقی می گذارد. مقیاس دوم مقیاس گرافیت HB است. "H" نشان دهنده سختی است، در حالی که "B" نشان دهنده سیاهی است. درک این مقیاس ها برای انتخاب مدادهای مناسب برای نیازهای آزمایشی شما بسیار مهم است.

روش تست استاندارد برای سختی فیلم با تست مداد

ASTM D3363 یک روش تست استاندارد است که برای ارزیابی سختی پوشش از طریق استفاده از مداد یا سیم کشی طراحی شده است. این روش همچنین پخت پوشش را ارزیابی می کند و می تواند با آزمایش های دیگری مانند ASTM D7869 جفت شود تا تکامل سختی مواد را در طول زمان مشخص کند. در Interelectronix، ما ASTM D3363 را در خدمات جامع تست رنگ خود قرار می دهیم تا اطمینان حاصل کنیم که پوشش های شما بالاترین استانداردها را برآورده می کنند.

ارزیابی سختی فیلم با استفاده از آزمون سختی مداد

هدف از این پروتکل تست تعیین سختی یک فیلم پوشش داده شده از طریق اندازه گیری سختی مداد است. این روش شامل ارزیابی زیبایی شناسی سطح پوشش پس از تلاش برای خراشیدن آن با مدادی با سختی شناخته شده در زاویه 45 درجه با اعمال نیروی ثابت است. این فرآیند با مدادی که در مقیاس سختی پایین تر است تکرار می شود تا زمانی که سخت ترین مدادی که فیلم را برش نخورده باقی می گذارد و سخت ترین مدادی که نمونه را خراش نمی دهد شناسایی شود.

عواملی که باید در تست ASTM D3363 در نظر گرفته شود

هنگام اجرای آزمون ASTM D3363 ، عوامل مختلفی از جمله ضخامت فیلم و نوع مداد مورد استفاده باید در نظر گرفته شود. اندازه نمونه باید برای دو بار انجام آزمایش کافی باشد. شرایط آزمایش معمولی شامل دمای 23 ± 2 درجه سانتیگراد (73.5 ± 3.5 درجه فارنهایت) و رطوبت نسبی 50 ± 5٪ است. مقیاس سختی مداد چوبی از 6B (نرم ترین) تا 6H (سخت ترین) متغیر است و انتخاب سختی صحیح برای آزمایش دقیق بسیار مهم است.

اهمیت تست سختی مداد در صنایع مختلف

به عنوان مثال، در صنعت الکترونیک، دوام دستگاه های صفحه نمایش لمسی به سختی سطح نمایشگر بستگی دارد. صفحه نمایش مقاوم در برابر خراش نه تنها تجربه کاربر را افزایش می دهد، بلکه عمر دستگاه را نیز افزایش می دهد. تولیدکنندگان خودرو به تست سختی مداد تکیه می کنند تا اطمینان حاصل کنند که مواد داشبورد و پوشش های بیرونی می توانند در برابر سایش و پارگی روزانه مقاومت کنند. به طور مشابه، در ساخت و ساز، این آزمایش به تأیید سختی پوشش های کف و سایر مواد کمک می کند و اطمینان حاصل می کند که استانداردهای دوام لازم را برآورده می کنند.

سختی پوشش سرامیکی: تست سختی خراش مداد 9H

پوشش ها معمولا لایه های بسیار نازکی از مواد هستند که توسط یک بستر پشتیبانی می شوند. هر چیزی که در بالای یک بستر قرار می گیرد یک پوشش است، از جمله موم، لاک، اکریلیک، رنگ های مینای دندان و سایر مواد. پوششی که روی پایه سخت اعمال می شود به طور طبیعی سختی پوشش را افزایش می دهد. به عنوان مثال، یک پوشش سرامیکی یک لایه محافظ بر روی پوشش شفاف خودرو تشکیل می دهد و از آن در برابر اشعه ماوراء بنفش مضر، گرده، فضولات پرندگان، باران اسیدی و سایر عناصر مخرب محافظت می کند.

سختی چیست؟

سختی مقاومت یک ماده جامد در برابر تغییر شکل در هنگام اعمال نیروی فشاری است. برخی از مواد (به عنوان مثال، فلزات) سخت تر از سایرین هستند (به عنوان مثال، پلاستیک). سختی ماکروسکوپی به طور کلی با پیوندهای بین مولکولی قوی مشخص می شود، اما رفتار مواد جامد تحت نیرو پیچیده تر است و شامل سختی خراش، سختی تورفتگی و سختی برگشتی است. سختی به شدت به شکل پذیری، سفتی الاستیک، انعطاف پذیری، کرنش، استحکام، چقرمگی، ویسکوالاستیسیته و ویسکوزیته بستگی دارد.

انواع مقیاس سختی خراش

تست های سختی خراش سختی یک ماده را در برابر خراش و سایش تعیین می کند. مقیاس های رایج عبارتند از:

• مقیاس Mohs: بر اساس سختی خراش نسبی، با تالک در 1 و الماس در 10. غیر خطی است و اکثر ساینده های مدرن بین 9 تا 10 قرار می گیرند.
• مقیاس ریگوی: مقیاس Mohs را اصلاح می کند و گارنت را سختی 10 و الماس 15 اختصاص می دهد.
• مقیاس وودل: مقیاس ریگوی را با استفاده از مقاومت در برابر سایش گسترش می دهد و در نتیجه مقدار 42.4 برای الماس قهوه ای آمریکای جنوبی ایجاد می شود.

مقیاس سختی مداد: چگونه کار می کند؟

فلس های معدنی برای پوشش ها یا فیلم ها مناسب نیستند و منجر به روش استاندارد ASTM با استفاده از مقیاس سختی مداد می شود. مدادهای گرافیتی که در مقیاس Mohs 1-2H هستند، برای اندازه گیری سختی فیلم های پوشش آلی شفاف و رنگدانه ای استفاده می شوند. این روش برای کار توسعه و کنترل تولید بسیار مهم است، اگرچه به دلیل تفاوت در مداد و پانل های مورد استفاده، نتایج می تواند بین آزمایشگاه ها متفاوت باشد.

نحوه انجام تست سختی مداد

این آزمایش معمولا شامل ضخامت پوشش 25.4-38.1 میکرون است که اجازه می دهد به مدت 7 روز خشک شود. یک مداد انتخاب می شود و خطی به طول حدود 1/2 اینچ ساخته می شود. اگر سطح را خراش دهد، از مداد نرم تری استفاده می شود تا زمانی که اولین مدادی که پوشش را خراش نمی دهد شناسایی شود. آزمون برای ثبات تکرار می شود. برخی از پوشش ها آنقدر سفت هستند که حتی یک مداد 10H آنها را خراش نمی دهد و امتیاز 10H را کسب می کند.