سختی (Hardness) پلاستیک ها

Print Friendly, PDF & Email

سختی (Hardness)

مقاومت ماده در برابر نفوذ جسم صلب در آن را سختی می نامند. اندازه گیری سختی جسم می تواند معرف سختی لایه رویی و یا عمق آن باشد. روشهای سختی سنجی به بیان سختی ایجاد اثر در سطح قطعه و یا میزان نفوذ یک شی نوک تیز به داخل نمونه می پردازد. از بین روشهای موجود روش اندازه گیری راکول و shore برای ترموپلاستیک ها عمومیت بیشتری دارد. مطالعات نشان می دهد که تقریبا رابطه خطی بین مدول و سختی ترموپلاستیک ها برقرار است (شکل ۱). لذا برای انتخاب روش اندازه گیری سختی می توان معیاری را بر اساس مدول الاستیسیته مواد پلیمری بدست داد (جدول ۱).

شکل 1
شکل ۱
جدول 1
جدول ۱

در ذیل هر یک از روشهای اندازه گیری سختی بیان شده است»

روش سختی Barcol:

این روش مطابق با استاندارد ASTM D2583 میزان سختی ترموست ها را بین مقیاس ۰ تا ۱۰۰ نشان می دهد. عدد ۱۰۰ مبین جسم سخت تر است (شکل ۲).

شکل 2
شکل ۲

برای سختی لاستیک ها از سختی سنجی IRHD (International Rubber Hardness Degree) مطابق استاندارد ASTM D1415 یا ISO 48 استفاده می شود. این آزمون مقاومت ماده لاستیکی یا الاستومری را نسبت به عمق نفوذ یک گلوله نشان نی دهد. این شاخص بین صفر تا ۱۰۰ بوده و مقدار صفر آن به ماده ای با مدول یانگ صفر و مقدار ۱۰۰ با مدول یانگ بی نهایت، اختصاص دارد. برای مواد الاستیک سختی IRHD با سختی Shore A قابل مقایسه است.

این تست در شرایطی مختلف انجام می شود. جدول ۲ حدودی از شرایط انجام آزمون در حالت های نرمال، سختی بالا   و سختی کم و میکرو را نشان می دهد.

جدول 2
جدول ۲

روش تست راکول در شکل ۳ نشان داده شده است. این روش عمدتا برای پلاستیک های سختی که در آنها ارتجاع یا خزش پلیمر تاثیر کمی بر نتیجه تست دارد(مانند PC، Nylon، PS و POM) مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل 3
شکل ۳

The calculations are as follows:

Hardness = 130 – (penetration/scale division)

Hardness = 130 – (۰٫۱۲mm/0.002mm)

Hardness = 130 – ۶۰ = ۷۰

آزمون سختی سنجی راکول مطابق با استاندارد ASTM d785 یا ISO 2039 انجام می شود. مقادیر متفاوتی از آزمون راکول بر اساس اندازه گلوله استیل و میزان بار اعمال شده گزارش می شود. سه روش عمومی که در مورد پلاستیک ها کاربرد بیشتری دارد عبارتند از: راکول E،   M  و R. نتایج حاصل از راکول L کمتر استفاده می شود. همچنین مقادیر راکول A، B و C معمولا برای سختی سنجی فلزات مورد استفاده قرار می گیرد و در جدول ۳ ذکر شده اند.

جدول 3
جدول ۳

از روشهای دیگر برای اندازه گیری سختی، تست Shore است (شکل ۴ ). این روش برای سختی سنجی پلاستیک های نرم و لاستیک ها با استفاده از دو روش A و D بکار می رود. Shore A برای لاستیک های نرم و D برای انواع سخت تر بکار می رود. سختی Shore انواع دیگری نظیر O و H نیز در دارد که در موارد معدودی بکار می رود. سختی Shore توسط دستگاهی به نام Durometer اندازه گیری می شود. با توجه به ارتجاعیت لاستیک ها و پلاستیک های نرم مقدار فرو رفتگی با زمان تغییر می کند. لذا معمولا مقدار اثر حاصل همراه زمان قرائت نتیجه گزارش می شود. این آزمون مطابق استاندارد ASTM D2240 یا ISO 868 قابل انجام است.

شکل 4
شکل ۴

نتایج حاصل از تست های سختی مقادیر مفیدی را در خصوص مقاومت ماده در برابر نفوذ جسم صلب در گریدهای مختلف یک پلیمر بدست می دهد. گفتنی است که مقدار گزارش شده برای آزمون سختی همانند تست های استحکام کششی، مقاومت به خراش، سایش، فرسایش نبوده و نمی تواند به تنهایی به عنوان یک ویژگی طراحی مورد استفاده واقع شود.

جدول ۴ مقادیر مقایسه ای از سختی راکول و Shore را برای چند نوع پلیمر متفاوت ارائه می دهد. گفتنی است  که روش سختی سنجی ویکرز (Vickers) برای بیان مقاومت به نفوذ یک نشانه هرمی مربع شکل در نمونه های فلزی، سرامیکی و ترکیبات کامپوزیتی بکار می رود.

جدول 4
جدول ۴

همچنین دیدن این مطلب!

استحکام خمشی (flexural strength) پلاستیک ها

استحکام خمشی (flexural strength): توانایی مقاومت مواد در برابر تغییر شکل تحت بار را استحکام …

یم نظر

  1. عالی…..عالی……عالی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

حاصل عدد زیر را وارد نمایید: * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.