La dureza al rayado se refiere a la dureza de un material en términos de resistencia a los rayados y la abrasión 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 los diversos métodos de medición de 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 realizado por el 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 asigna un valor de 1 y al diamante un valor de 10. [5] La escala de Mohs tenía dos limitaciones: no era lineal y la mayoría de los abrasivos modernos se encuentran entre 9 y 10. [6] [7] ; por lo que, los científicos posteriores intentaron aumentar la resolución en el extremo más duro de la escala.
Raymond R. Ridgway, un ingeniero de investigación de la 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 la Carborundum Company , extendió la escala 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 resultó en 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 demostramos que el rayado es un proceso dominado por las fracturas. Validado para cera de parafina, pasta de cemento, piedra caliza jurásica y acero, derivamos un modelo que proporciona un medio cuantitativo para relacionar las cantidades medidas en pruebas de rayado con las propiedades de fractura de los materiales en múltiples escalas. La escalabilidad del rayado 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 tanto porque los métodos de
prueba son muy rudimentarios
como porque los
intervalos entre los pasos de la escala no son uniformes.
A pesar de toda su utilidad, la escala de Mohs es
arbitraria y no lineal.
... Cuando los materiales abrasivos sintéticos se volvieron ampliamente disponibles a principios de este siglo, RR Ridgway y sus colaboradores, al descubrir
que necesitaban más números en el extremo superior de la escala,
modificaron el esquema de Mohs.
CE Wooddell
midió la resistencia de 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 números de dureza de 12 a la alúmina fundida, 13 al carburo de silicio y 14 al carburo de boro.