Tại sao góc đỉnh đầu đo độ cứng là 136°?

Trong các phương pháp đo độ cứng, Vickers là một trong những phương pháp được ưa chuộng nhờ vào độ chính xác và khả năng đo độ cứng trên một dải vật liệu rộng. Một trong những yếu tố quyết định giúp phương pháp này đạt được độ chính xác cao chính là thiết kế đặc biệt của đầu đo. Cụ thể, góc đỉnh của đầu đo kim cương trong phương pháp Vickers được thiết kế là 136°. Vậy tại sao góc đỉnh này lại được chọn và nó mang lại lợi ích gì trong việc đo độ cứng vật liệu? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp câu hỏi này và chỉ ra lý do vì sao việc chọn góc đỉnh này là rất quan trọng đối với kết quả đo.

Vai trò của góc đỉnh đầu đo trong phương pháp đo độ cứng Vickers

Phương pháp đo độ cứng Vickers sử dụng một đầu đo kim cương có hình chóp tứ giác với góc đỉnh 136°. Đây là một đặc điểm thiết kế đặc biệt được áp dụng để tối ưu hóa kết quả đo độ cứng của vật liệu. Góc đỉnh này không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo mà còn quyết định đến khả năng giảm biến dạng đàn hồi khi đầu đo tiếp xúc với bề mặt vật liệu.

Giảm Biến Dạng Đàn Hồi

Biến dạng đàn hồi xảy ra khi vật liệu bị ảnh hưởng của lực đến kết quả đo độ cứng nhưng có khả năng phục hồi lại hình dạng ban đầu sau khi lực tác động được loại bỏ. Trong quá trình đo độ cứng Vickers, khi đầu đo kim cương tiếp xúc với vật liệu dưới một lực xác định, một vết lõm sẽ được tạo ra trên bề mặt. Góc đỉnh 136° giúp tối ưu hóa việc phân bố lực lên bề mặt vật liệu, giảm thiểu tối đa hiện tượng biến dạng đàn hồi và đảm bảo độ chính xác của kết quả. Nếu góc đỉnh quá nhỏ hoặc quá lớn, lực sẽ không được phân bổ đồng đều, dẫn đến vết lõm không chính xác và ảnh hưởng đến kết quả đo độ cứng.

Lực tác động là áp lực được tạo ra bởi đầu đo khi nó tiếp xúc với bề mặt vật liệu để tạo ra vết lõm.

Tối Ưu Hóa Tính Đồng Dạng Hình Học

Góc đỉnh 136° cũng được thiết kế để đảm bảo tính đồng dạng hình học của vết lõm. Điều này rất quan trọng khi đo độ cứng của các vật liệu có độ cứng khác nhau. Một đầu đo với góc đỉnh quá sắc có thể tạo ra một vết lõm quá nhỏ, trong khi một đầu đo với góc đỉnh quá tù có thể tạo ra vết lõm quá lớn. Góc đỉnh 136° giúp tạo ra vết lõm có diện tích đủ lớn để có thể đo chính xác nhưng lại không gây ra sự biến dạng quá mức của vật liệu, từ đó cải thiện độ chính xác của phép đo.

Ứng Dụng Của Phương Pháp Vickers Và Góc Đỉnh 136°

Vickers là phương pháp lý tưởng để đo độ cứng của các vật liệu có độ cứng khác nhau, từ kim loại, gốm đến polymer. Đặc biệt, phương pháp này rất hữu ích khi đo độ cứng của lớp phủ mỏng hoặc các vật liệu giòn như gốm, thủy tinh. Góc đỉnh 136° giúp cải thiện độ chính xác khi đo các vật liệu này, đặc biệt khi độ cứng vật liệu thay đổi mạnh trong các lớp phủ mỏng hoặc bề mặt của vật liệu giòn.

Thang Vicker sử dụng một viên kim cương đầu góc vuông để tạo vết lõm trên bề mặt vật liệu.

Đo Độ Cứng Lớp Phủ Mỏng

Vickers đặc biệt thích hợp cho việc đo độ cứng của lớp phủ mỏng, ví dụ như đo độ cứng lớp mạ thép hoặc lớp phủ PVD (Physical Vapor Deposition). Lớp phủ mỏng thường có độ dày rất nhỏ, chỉ khoảng vài micromet, và đòi hỏi độ chính xác cao trong việc đo độ cứng. Góc đỉnh 136° giúp đầu đo kim cương tiếp xúc đều với bề mặt vật liệu mà không tạo ra vết lõm quá lớn, điều này giúp duy trì độ chính xác và khả năng kiểm tra chất lượng lớp phủ mỏng hiệu quả.

Đo Độ Cứng Vật Liệu Giòn

Đối với các vật liệu giòn như gốm, thủy tinh hoặc kim loại có độ giòn cao, phương pháp Vickers là sự lựa chọn lý tưởng. Vì góc đỉnh 136° giúp giảm tối đa biến dạng đàn hồi và tạo ra vết lõm có diện tích hợp lý, việc đo độ cứng của vật liệu giòn sẽ trở nên chính xác hơn, tránh làm gãy hoặc nứt vật liệu trong quá trình đo.

So sánh các phương pháp đo độ cứng khác

So với các phương pháp đo độ cứng khác như Rockwell hoặc Brinell, Vickers có nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt khi áp dụng cho vật liệu giòn hoặc lớp phủ mỏng. Dưới đây là so sánh giữa các phương pháp đo độ cứng:

Các phương pháp kiểm tra độ cứng khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vật liệu và yêu cầu cụ thể. Phương pháp Vickers sử dụng đầu đo kim cương hình chóp tứ giác với phạm vi tải từ 1 đến 120 kgf, lý tưởng để đo độ cứng của kim loại, gốm, polymer và đặc biệt là lớp phủ mỏng nhờ khả năng đo chính xác trên nhiều loại vật liệu, độ phân giải cao. Rockwell sử dụng đầu đo kim cương hoặc bi thép với phạm vi tải rộng hơn, từ 10 đến 3.000 kgf, phù hợp cho kim loại và nhựa cứng. Ưu điểm nổi bật của Rockwell là tốc độ đo nhanh, rất hiệu quả trong sản xuất hàng loạt và không yêu cầu chuẩn bị mẫu phức tạp. Cuối cùng, phương pháp Brinell sử dụng bi carbide vonfram với phạm vi tải cao từ 500 đến 3.000 kgf. Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho các vật liệu có hạt thô như gang, thép rèn và vật liệu đúc, đồng thời ít nhạy cảm với bề mặt thô.

Máy đo IMS chính hãng

Địa chỉ mua máy đo độ cứng kim loại uy tín:

Góc đỉnh 136° trong phương pháp Vickers đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa kết quả đo độ cứng, giúp giảm biến dạng đàn hồi và tạo ra vết lõm đồng đều trên bề mặt vật liệu. Với các ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao như điện tử, y tế, và sản xuất kim loại, Vickers trở thành phương pháp lý tưởng để đo độ cứng của vật liệu giòn và lớp phủ mỏng. Việc lựa chọn phương pháp đo phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng và hiệu quả trong quá trình sản xuất. Có nhiều loại máy đo độ cứng khác nhau, bao gồm máy đo độ cứng Vickers, máy đo độ cứng Brinell và máy đo độ cứng Rockwell. Máy đo độ cứng có độ chính xác cao và độ lặp lại tốt nhờ phương pháp đo độ cứng. 

Ngoài ra, bạn cũng có thể ghé thăm website mvtek.vn – thuộc Công ty Cổ phần Công nghệ Mai Vũ, một trong những nhà phân phối uy tín trong lĩnh vực thiết bị công nghệ, đặc biệt là máy đo độ cứng kim loại cầm tay, máy đo độ cứng kim loại để bàn . Với phương châm: sản phẩm chính hãng đa dạng – giá cả cạnh tranh – ưu đãi liên tục – dịch vụ khách hàng tận tâm và giao hàng miễn phí tại Hà Nội, TP.HCM, MVTEK cam kết mang đến cho khách hàng trải nghiệm mua sắm tuyệt vời và chu đáo.