ความแตกต่างที่สำคัญ – ความแข็งเทียบกับความเหนียว
ความแข็งและความเหนียว แม้ว่าทั้งสองคำจะเป็นคำพ้องความหมายตามพจนานุกรมมาตรฐานบางเล่ม แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคำเหล่านี้ในการศึกษาวัสดุศาสตร์ โดยทั่วไป วัสดุที่เป็นของแข็ง ขึ้นอยู่กับแรงที่กระทำนั้น จะมีการเปลี่ยนแปลงสามประเภท การเปลี่ยนแปลงแบบยืดหยุ่น การเปลี่ยนแปลงพลาสติก และเศษส่วน สำหรับวัสดุที่เป็นของแข็ง ค่าความแข็งและความเหนียวจะขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่น ความเป็นพลาสติก และเศษส่วน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความแข็งและความเหนียวคือคุณสมบัติของวัสดุทั้งสองนี้มีความสัมพันธ์แบบผกผัน สำหรับวัสดุที่เป็นของแข็งโดยเฉพาะ เมื่อความแข็งเพิ่มขึ้น ความเหนียวจะลดลงความแข็งเป็นตัววัดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปถาวร ความเหนียวเป็นตัววัดว่าวัสดุที่เป็นของแข็งสามารถเสียรูปได้มากน้อยเพียงใดก่อนการแตกหัก ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าความแข็งและความเหนียวมีความสัมพันธ์แบบผกผัน สำหรับของแข็งโดยเฉพาะ ความแข็งเพิ่มขึ้นเมื่อความเหนียวลดลง
ความแข็งคืออะไร
ความแข็งเป็นตัววัดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปของพลาสติก คุณสมบัตินี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็งแกร่ง ความสามารถของวัสดุในการต้านทานการขีดข่วน การเสียดสี การเยื้อง หรือการเจาะ วัสดุแข็งทั่วไป ได้แก่ เซรามิก คอนกรีต และโลหะบางชนิด
เพชรเป็นวัสดุธรรมชาติที่แข็งที่สุดในโลก
ความเหนียวคืออะไร
ความเหนียวเป็นตัววัดว่าวัสดุสามารถเสียรูปได้มากน้อยเพียงใดก่อนที่จะแตกหัก กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือความสามารถในการทนต่อการเสียรูปของพลาสติกและยางยืด คุณภาพของวัสดุนี้มีความสำคัญมากสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างและเครื่องจักรในการทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน ตัวอย่างของวัสดุที่เหนียวได้แก่ แมงกานีส เหล็กดัด และเหล็กอ่อน ตัวอย่างเช่น หากเราใช้แรงกดอย่างกะทันหันกับชิ้นเหล็กอ่อนและแก้ว วัสดุเหล็กจะดูดซับพลังงานมากกว่ากระจกก่อนที่จะแตกหัก ดังนั้นวัสดุเหล็กอ่อนจึงมีความเหนียวกว่าวัสดุแก้วมาก
แมงกานีส
ความแข็งและความเหนียวแตกต่างกันอย่างไร
นิยามของความแข็งและความเหนียว
ความแข็ง: ความแข็งเป็นพารามิเตอร์ที่ใช้วัดว่าวัสดุแข็งจะเปลี่ยนแปลงรูปร่างถาวรอย่างไรเมื่อใช้แรงอัด วัสดุแข็งมักจะมีแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่ง จึงสามารถต้านทานแรงภายนอกได้โดยไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร
มีการวัดความแข็งหลายอย่าง เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมที่ซับซ้อนของของแข็งภายใต้แรง คือ ความแข็งของรอยขีดข่วน ความแข็งเยื้อง และความแข็งสะท้อนกลับ
ความเหนียว: ในวัสดุศาสตร์และโลหะวิทยา ความเหนียวอธิบายว่าเป็นความสามารถของวัสดุในการดูดซับพลังงานเพื่อทำให้พลาสติกเสียรูปโดยไม่แตกหัก มีการกล่าวกันว่ามีความทนทานต่อการเสียรูปของพลาสติก ก่อนที่จะแตกหักเมื่อได้รับแรงกด บางครั้งถูกกำหนดให้เป็นพลังงานต่อหน่วยปริมาตรที่วัสดุสามารถดูดซับได้โดยไม่แตก
SI หน่วย=จูลต่อลูกบาศก์เมตร (J m−3)
คุณสมบัติและตัวอย่างความแข็งและความเหนียว
ความแข็ง: วัสดุแข็งสามารถขีดข่วนวัสดุอ่อนได้ ความแข็งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุอื่นๆ เช่น ความเหนียว ความเหนียวยืดหยุ่น ความเป็นพลาสติก ความเค้น ความแข็งแรง ความเหนียว และความหนืด เพชรเป็นวัสดุธรรมชาติที่แข็งที่สุดในโลก ตัวอย่างวัสดุแข็งอื่นๆ เช่น เซรามิก คอนกรีต และโลหะบางชนิด
ความเหนียว: วัสดุเหนียวสามารถดูดซับพลังงานจำนวนมากได้โดยไม่แตกหัก ดังนั้นวัสดุที่ทนทานจึงต้องการความสมดุลของความแข็งแรงและความเหนียว วัสดุเปราะมีค่าความเหนียวต่ำกว่า วัสดุแมงกานีส เหล็กดัด และเหล็กอ่อนถือเป็นวัสดุที่ทนทาน
การทดสอบความแข็งและความเหนียว
ความแข็ง: ค่าความแข็งหลักสามประเภทจะถูกวัดด้วยสามวิธีที่แตกต่างกันในการวัดความแข็งของรอยขีดข่วน ความแข็งเยื้อง และความแข็งสะท้อนกลับ
| ประเภท | เครื่องชั่งน้ำหนัก / เครื่องมือ |
| ความแข็งของรอยขีดข่วน | Sclerometer – เครื่องวัด Mohs และเครื่องวัดความแข็งของกระเป๋า |
| ความแข็งเยื้อง | ขนาดร็อคเวลล์ วิคเกอร์ ชอร์ และบริเนล |
| ความแข็งรีบาวด์ | สโคป |
ความเหนียว: วิธีง่ายๆ ในการวัดค่าความเหนียวของวัสดุที่เป็นของแข็งคือการวัดพลังงานที่จำเป็นในการทำลายวัสดุ สิ่งนี้ต้องการตัวอย่างวัสดุขนาดเล็ก ขนาดคงที่พร้อมรอยบากของเครื่องจักร วิธีนี้ใช้ไม่ได้กับวัสดุทุกชนิด แต่มีประโยชน์ในการจัดลำดับวัสดุที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ต้องรับแรงกด (โลหะทั่วไป).
เอื้อเฟื้อภาพ: “Diamonds” โดย Swamibu (CC BY 2.0) ผ่าน Commons “Mangan 1-crop” โดย Tomihahndorf – Mangan 1.jpg.(CC BY-SA 3.0) ผ่าน Commons “Stress-strain1” โดย Moondoggy – [1]. (CC BY-SA 3.0) ผ่านคอมมอนส์