La dureza al rayado se refiere a la dureza de un material en términos de resistencia a los rayones y la abrasión causada por un material más duro que se arrastra con fuerza sobre su superficie. La prueba de dureza al rayado o prueba de rayado se refiere a cualquiera de varios métodos para medir la dureza al rayado. La resistencia a la abrasión se ve menos afectada por las variaciones de la superficie que los métodos de indentación . La dureza al rayado se mide con un esclerómetro . [1]
Intentar rayar una superficie para probar un material es una técnica muy antigua. [2] El primer intento científico de cuantificar materiales mediante pruebas de rayado fue el del mineralogista Friedrich Mohs en 1812 (ver escala de Mohs ). [3] [4] La escala de Mohs se basa en la dureza relativa al rayado de diferentes materiales; al talco se le asignó un valor de 1 y al diamante se le asignó un valor de 10. [5] La escala de Mohs tenía dos limitaciones: no era lineal y la mayoría de los abrasivos modernos caen entre 9 y 10. [6] [7] ; por eso, los científicos posteriores intentaron aumentar la resolución en el extremo más difícil de la escala.
Raymond R. Ridgway, un ingeniero de investigación de Norton Company , modificó la escala de Mohs dándole al granate una dureza de 10 y al diamante una dureza de 15. [6] [8] Charles E. Wooddell, trabajando en Carborundum Company , amplió la escale aún más utilizando la resistencia a la abrasión y extrapolando la escala basada en 7 para el cuarzo y 9 para el corindón , lo que da como resultado un valor de 42,4 para el diamante marrón sudamericano . [9] [10]
Existe una relación lineal entre la densidad de energía cohesiva (energía reticular por volumen) y la resistencia al desgaste de Wooddell, que se produce entre el corindón (H=9) y el diamante (H=42,5). [11]
Presentamos los resultados de una investigación híbrida experimental y teórica del escalamiento de fracturas en pruebas de rayado y mostramos que el rayado es un proceso dominado por la fractura.
Validado para cera de parafina, pasta de cemento, piedra caliza jurásica y acero, derivamos un modelo que proporciona un medio cuantitativo para relacionar cantidades medidas en pruebas de rayado con propiedades de fractura de materiales en múltiples escalas.
La escalabilidad del raspado para diferentes sondas y profundidades abre nuevas vías hacia la miniaturización de nuestra técnica, para extraer propiedades de fractura de materiales en escalas de longitud aún más pequeñas.
En demselben Jahre (1812) wurde MOHS als Professor am Joanneum angestellt und veröffentliche den ersten Teil seines Werkes "Versuch einer Elementarmethode zur naturhistorischen Bestimmung und Erkennung der Fossilien" , in welcher die bekannte Härteskala aufgestellt wurde.[Ese mismo año (1812) MOHS trabajó como profesor en el Joanneum y publicó la primera parte de su obra "Intento de un método elemental para la determinación y el reconocimiento histórico-natural de los fósiles" , en el que se analiza la conocida dureza. Se instaló la escala.]
La escala de Mohs es inadecuada porque los métodos de
prueba son muy toscos
y porque los
intervalos entre los pasos de la escala no son uniformes.
A pesar de su utilidad, la escala de Mohs es
arbitraria y no lineal.
... Cuando los materiales abrasivos sintéticos estuvieron ampliamente disponibles a principios de este siglo, RR Ridgway y sus compañeros de trabajo, al descubrir
que necesitaban más números en el extremo superior de la escala,
modificaron el esquema de Mohs.
CE Wooddell
midió cuánto resistían varios minerales al desgaste con abrasivos de diamante, lo que
permitió una categorización más precisa entre los números de Mohs de 9 y 10.
Ridgway cambió arbitrariamente el valor del diamante a 15 en la escala en lugar de 10, lo que les permitió asignar dureza. números de 12 a alúmina fundida, 13 a carburo de silicio y 14 a carburo de boro.