Aktuální vydání

celé číslo

01

2024

Automatizace skladování, logistiky a manipulace s materiálem

Programovatelné automaty, průmyslové počítače, jednotky I/O, bezpečnostní systémy

celé číslo

Nové metody určení tvrdosti

číslo 5/2006

Nové metody určení tvrdosti

Tvrdost je mírou odporu materiálu proti vniknutí cizího tělesa. V technické praxi se obvykle určuje pomocí vtisku zkušebního tělíska do povrchu zkoumaného materiálu zadanou silou. Jako zkušební tělíska se používají ocelové kuličky různých průměrů nebo diamantové hroty různých rozměrů a tvarů. Stupně tvrdosti určené rozličnými metodami (např. podle Brinella, Vickerse nebo Rockwella) jsou pro tentýž materiál různé a neexistuje pro ně jednoznačný přepočet: má-li např. tepelně neupravená ocel tvrdost HB 208, odpovídá to HV 210, u kalené oceli ovšem HB 208 odpovídá HV 223.

Fyzici a materiáloví technici by rádi znali metodu, která by jim umožnila určit tvrdost materiálu – alespoň monokrystalů – z jejich struktury, bez nutnosti experimentálního měření. Na tomto problému pracují také vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR. Dva z nich, Antonín Šimůnek a Jiří Vackář, publikovali počátkem března 2006 v americkém vědeckém časopise Physical Review Letters na toto téma článek, který se setkal s příznivým ohlasem vědecké veřejnosti.

Čeští vědci ve své práci navázali na výsledky vědeckého týmu vedeného Famingem Gaem z Yanshanské univerzity v Číně. Tento tým se ovšem zabýval pouze kovalentními krystaly, zatímco metoda Antonína Šimůnka a Jiřího Vackáře je vhodná pro kovalentní i iontové krystaly. Nový vzorec obsahuje výhradně parametry, které lze určit ze známého složení a struktury krystalu výpočtem, bez experimentů. Vede k pochopení toho, co nejvíce ovlivňuje tvrdost krystalů, a umožní tak cíleně vyvíjet materiály s požadovanými vlastnostmi.

(Bk)