Tofauti Muhimu – Ugumu dhidi ya Ugumu
Ugumu na Ugumu, ingawa maneno haya mawili ni visawe kulingana na baadhi ya kamusi za kawaida, kuna tofauti kuu kati yao katika utafiti wa sayansi ya nyenzo. Kwa ujumla, nyenzo imara, kulingana na nguvu inayotumiwa juu yake, inaonyesha aina tatu za mabadiliko; mabadiliko ya elastic, mabadiliko ya plastiki, na sehemu. Kwa nyenzo imara, maadili ya ugumu na ugumu hutegemea elasticity, plastiki na sehemu. Tofauti kuu kati ya ugumu na ugumu ni kwamba sifa hizi mbili za nyenzo zina uhusiano wa kinyume. Kwa nyenzo fulani imara; kadiri ugumu unavyoongezeka, ugumu hupungua. Ugumu ni kipimo cha upinzani wa nyenzo kwa deformation ya kudumu. Ushupavu ni kipimo cha ni deformation ngapi nyenzo ngumu inaweza kupitia kabla ya kuvunjika. Kwa hiyo, inaweza kusema kuwa ugumu na ugumu una uhusiano wa kinyume. Kwa imara fulani; ugumu huongezeka kadri ugumu unavyopungua.
Ugumu ni nini?
Ugumu ni kipimo cha upinzani wa nyenzo dhidi ya mgeuko wa plastiki. Mali hii inahusiana kwa karibu na nguvu; uwezo wa nyenzo kustahimili mikwaruzo, mikwaruzo, kujipenyeza au kupenya. Nyenzo ngumu za kawaida ni; kauri, zege na baadhi ya metali.
Almasi ndio nyenzo asilia ngumu zaidi duniani.
Ugumu ni nini?
Ugumu ni kipimo cha kiasi cha mgeuko, nyenzo inaweza kufanyiwa kabla ya kuvunjika. Kwa maneno mengine, ni uwezo wa kuhimili deformations zote za plastiki na elastic. Ubora wa nyenzo hii ni muhimu sana kwa sehemu za kimuundo na mashine kustahimili mshtuko na mtetemo. Baadhi ya mifano ya nyenzo ngumu ni, manganese, chuma cha pua na chuma laini. Kwa mfano, ikiwa tunatumia mzigo wa ghafla kwenye kipande cha chuma kidogo na kioo, nyenzo za chuma zitachukua nishati zaidi kuliko kioo kabla ya kuvunjika. Kwa hivyo, nyenzo ya chuma kidogo inasemekana kuwa ngumu zaidi kuliko nyenzo ya glasi.
Manganese
Kuna tofauti gani kati ya Ugumu na Ugumu?
Ufafanuzi wa Ugumu na Ugumu
Ugumu: Ugumu ni kigezo kinachopima jinsi nyenzo thabiti inavyostahimili mabadiliko ya umbo la kudumu wakati nguvu ya kubana inapotumika. Nyenzo ngumu huwa na nguvu kali za intermolecular. Kwa hivyo, wanaweza kuhimili nguvu za nje bila kubadilisha sura zao kabisa.
Kuna vipimo kadhaa vya ugumu, ili kuelewa tabia changamano ya mambo thabiti chini ya nguvu. Ni ugumu wa mikwaruzo, ugumu wa kupenyeza, na ugumu wa kujifunga tena.
Ugumu: Katika sayansi ya nyenzo na madini, ukakamavu unafafanuliwa kuwa uwezo wa nyenzo kunyonya nishati kuharibika plastiki bila kuvunjika. Inasemekana pia kuwa upinzani wa kuharibika kwa plastiki, kabla ya kuvunjika wakati inasisitizwa. Wakati mwingine, hufafanuliwa kama nishati kwa kila kitengo cha ujazo ambacho nyenzo inaweza kunyonya bila kupasuka.
vizio vya SI=joule kwa kila mita ya ujazo (J m−3)
Sifa na Mifano ya Ugumu na Ugumu
Ugumu: Nyenzo ngumu inaweza kukwaruza nyenzo laini. Ugumu hutegemea sifa nyingine za nyenzo kama vile ductility, ugumu wa elastic, plastiki, matatizo, nguvu, ushupavu na mnato. Almasi ni nyenzo ngumu zaidi ya asili duniani. Mifano mingine ya nyenzo ngumu ni kauri, zege na baadhi ya metali.
Ugumu: Nyenzo ngumu inaweza kunyonya kiasi kikubwa cha nishati bila kuvunjika; kwa hiyo nyenzo ngumu zinahitaji usawa wa nguvu na ductility. Nyenzo zenye brittle zina thamani ya chini kwa ugumu. Manganese, chuma cha kusukwa, na chuma kidogo huchukuliwa kuwa nyenzo ngumu.
Majaribio ya Ugumu na Ugumu
Ugumu: Aina tatu kuu za thamani za ugumu hupimwa kwa njia tatu tofauti ili kupima ugumu wa mikwaruzo, ugumu wa kupenyeza na ugumu wa kurudi nyuma.
| Aina | Mizani ya vipimo / vyombo |
| Ugumu wa mikwaruzo | Sclerometer – kipimo cha Mohs na kipima ugumu mfukoni |
| Ugumu wa kupenyeza | Rockwell, Vickers, Shore, na Brinell scale |
| Ugumu wa kufunga tena | Scleroscope |
Ugumu: Njia rahisi ya kupima thamani ya ukakamavu wa nyenzo thabiti ni kupima tu nishati inayohitajika kuvunja nyenzo. Hii inahitaji sampuli ndogo ya nyenzo, saizi iliyowekwa na notch ya mashine. Njia hii haiwezi kutumika kwa vifaa vyote, lakini ni muhimu kuorodhesha nyenzo ambazo hutumiwa katika bidhaa ambazo hupitia shinikizo. (kwa ujumla metali).
Picha kwa Hisani: “Almasi” na Swamibu (CC BY 2.0) kupitia Commons “Mangan 1-crop” na Tomihahndorf – Mangan 1.jpg.(CC BY-SA 3.0) kupitia Commons “Stress-strain1” na Moondoggy - [1]. (CC BY-SA 3.0) kupitia Commons
