صلادة
الصلادة قدرة المادة على خدش مواد أخرى، أومقاومتها للخدش. وتقاس صلابة المادة بمقارنته بصلابة عـشرة مـعـادن معـروفـة جـدا مرتبة في جدول من 1 إلى 10. وكل معدن في الجدول يخدش المعدن الأقل منه في الترتيب، ويمكن حتى يخدش بالمعادن الأعلى منه في الترتيب العددي.
الصلادة لفظ يعبر عن مقدار المقاومة التي يبديها المعدن تجاه الخدش والتآكل. ويمكن تعيين درجة الصلادة بملاحظة السهولة أوالصعوبة التي ينخدش بها المعدن بواسطة دبوس أونصل سكن حاد. وتتراوح درجة الصلادة في المعادن بين تلك الدرجة المنخفضة في معدت التلك Tale الذي يمكن خدشه بواسطة الظفر وتلك الدرجة العلاية في معدن الألماس Diamond الذي يعتبر أصلد مادة معروفة سواء أكانت طبيعية أم صناعية. وتعتبر الصلادة من الخواص الفيزيائية الهامة للمعدن ، لأنه يمكن تعيينها بسرعة وبذلك تساعد في التعهد على المعدن. ويمكن تعيين صلادة المعدن تعيينا نسبيا ، وذلك بمقارنتها بصلادة المعادن المرتبة تبعا لزيادة درجة صلادتها في مقياس الصلادة المعروف باسم مقياس موس للصلادة، الذي يحتوي على عشرة معادن تبتدئ بأقل المعادن صلادة وهوالتلك وتنتهي بأكثر المعادن صلادة وهوالألماس ، وبين الإثنين يوجد ثمانية معادن لها أرقام تمثل درجة الصلادة النسبية من 2 إلى 9.
ومقياس موس للصلادة القياسي التصاعدي هوكما يلي:
- التلك
- الجبس
- الكلسيت
- الفلوريت
- الأباتيت
- الفلسبار (سليكات الألومنيوم)
- المرو
- التوباز
- الياقوت
- الماس.
ولاختبار المواد الأخرى، عليك بمقارنتها بالمعادن الموجودة على مقياس الصلابة. ويمكن حتى تحصل على صورة تقريبية لصلابة المعادن باستخدام ظفر إصبعك، أوعملة نحاسية، أونصل سكين أوبترة من الزجاج. وصلابة هذه المعادن كما يلي: 1-ظفر الإصبع 2، العملة النحاسية 2,5 إلى 3، ونصل السكين والزجاج 5,5.
وعند اختبار المواد بدقة، كما في مصانع الأدوات والتروس، يستخدم خبراء المحركات جهازا يسمى المصلاب. ويسجل الجهاز القوة المطلوبة لخدش المادة بواسطة بترة من الماس أوالبورازون المتساويين في درجة الصلابة، وهما أصلب المواد المعروفة.
فإذا أردنا فهم صلادة أي معدن اختبرناه بالظفر أوبنصل المبراة لفهم موضعه بين المعادن الأخرى ، ثم نجرب على سطحه المعادن المقاربة له ، حتى نحدد موضعه بين المعدن الذي يخدشه والمعدن الذي ينخدش به. مثلا نجد حتى معدن البيريت يخدش معدن الأرثوكليز (6) ، ولكنه لا يخدش المعدن الذي يلي الأرثوكليز _ينخدش نفسه بذلك المعدن – الكوارتز). أي حتى صلادة ابيريت وسط بين صلادة الأرثوكليز (6) وصلادة الكوارتز (7) أي 6.5. فإذا أوجد معدنان لهما نفس الدرجة من الصلادة فإنهما يخدشان بعضهما بالتساوي.وعند تجربة قياس درجة الصلادة يجب التحييز بين الإنخداش الحقيقي وبين المخدش أي لون المسحوق الناتج من الإحتكاك ، مثل علامة الطباشير مثلا على لاسبورة (فلا نقول حتى الطباشير أصلد من السبورة) ، فالإنخداش صفة ثابتة لا يمكن مسحها من على سطح المعدن ، ولكن المخدش يمكن مسحه بسهولة . كذلك يجب حتىقد يكون طول الخدش أقصر ما يمكن ، بحيث لا يزيد عن ربع السنتيمتر حتى لا يشوه عينة المعدن.
ويجب ملاحظة حتى الأرقام المعطاة للمعادن في مقياس موهس للصلادة تمثل الصلادة النسبية ، إذ ليس حقيقيا حتى صلادة الألماس عشرة أمثال صلادة التلك فإنها أكثر من ذلك بكثير ، كذلك ليس حقيقا حتى الفرق بين صلادة معدن والذي يليه في مقياس الصلادة المذكور متساوومنتظم في جميع المقياس ، إذ حتى من المعروف حتى الفرق بينتسعة (الكوراندوم) وعشرة (الألماس) في مقياس الصلادة يفوق بكثير الفرق بين 1 (التلك) وتسعة (الكوراندوم.
ويسهل تعيين الصلادة على وجه التقريب ، بإستعمال :الظفر ، بترة نقود نحاسية ، نصل سكين (مكواة) ، بترة زجاج نافذة ، لوح مخدش ، أومبرد صلب ، التي لها درجات الصلادة التالية.
الظفر ، حتى 2.5
زجاج النافذة ، حتى 5.5
عملة نحاسية ، حتى 3
لوح المخدش ، حتى 6.5
نصل سكين ، حتى 5.5
مبرد صلب ، 6-7
ولما كانت معظم المعادن ذات صلادة أقل منسبعة ، فإن هذا المقياس البسيط يجعل من السهل تعيين الصلادة ، على وجه التقريب ، للمعدن سواء أكان ذلك في المختبر أم في الحقل.
وعند إختيار الأحجار الكريمة يستعمل بائعوالمجوهرات المبرد الصلب أولا ، فإذا عض المبرد (أي عمل خدشا صغيرا) في المادة المختبرة فإن صلادتها تكون أقل من 04 ، حيث حتى كثيرا من الأحجار الكريمة المقلدة – خصوصا المصنوعة من الزجاج – لها صلادة أقل من 07 ، بينما غالبية الأحجار الكريمة الحيقيقية لها صلادة أعلى من ذلك ، فإن هذا الإختبار البسيط بواسطة مبرد الصلب يساعد في التفرقة بين النوعين (المقلد والحقيقي).
المصادر
الموسوعة المعهدية الكاملة
انظر أيضا
- Hardness of ceramics
آليات تقوية أخرى
- Grain boundary strengthening
- Precipitation hardening
- Solid solution strengthening
- Work Hardening
المواد الصلبة
- سيراميك
- Composites
- فلزات
- أشباه الموصلات
- Superhard materials
مراجع
ملاحظات
بيبليوگرافيا
-
Dieter, George E. (1989). Mechanical Metallurgy (SI Metric Adaptation ed.). Maidenhead, UK: McGraw-Hill Education. ISBN Check
|isbn=
value: invalid character (help). - Malzbender, J (2003). "Comment on hardness definitions". Journal of the European Ceramics Society. 23: 1355.
وصلات خارجية
- An introduction to materials hardness