σκληρότητα

Χαρακτηριστική αντίσταση που παρουσιάζουν τα στερεά σώματα όταν προσπαθούμε να διεισδύσουμε μέσα σ’ αυτά ή να τα χαράξουμε με ένα άλλο σώμα. Τούτο αντιστοιχεί στην αντίσταση που προβάλλουν τα σώματα σε τοπικές πλαστικές παραμορφώσεις, ή, αντίστοιχα, στο διαχωρισμό των μορίων τους. Η σ. εκφράζεται με «αριθμούς σ.» που έχουν προσδιοριστεί κατά διαφορετικό τρόπο στις διάφορες «σκληρομετρικές κλίμακες», καθεμιά από τις οποίες έχει ιδία μέθοδο δοκιμής. Οι συνηθέστερες μέθοδοι συνίστανται στην εφαρμογή πίεσης, κατά τη διεύθυνση του άξονα που είναι κάθετος προς την επίπεδη επιφάνεια του υλικού με δύναμη Ρ, με τα κατάλληλα «εργαλεία» (σφαίρες, κώνοι, πυραμίδες): Οι αντίστοιχοι «αριθμοί σ.» εξάγονται από την τιμή του Ρ και τις διαστάσεις του αποτυπώματος. Η πίεση πρέπει να εφαρμόζεται για διάρκειες αυστηρά καθορισμένες για κάθε τύπο δοκιμής. Κλίμακα Μπρινέλ (HB). Το εργαλείο είναι μια σφαίρα από χάλυβα με διάμετρο D, από 1,25 ως 10 χλστ· τα φορτία Ρ ποικίλλουν από 1,95 ως 3000 Kgp αντίστοιχα. Οι αριθμοί σ. είναι: δηλαδή φορτίο/επιφάνεια αποτυπώματος. Κλίμακα Βίκερς (HV). Το εργαλείο είναι μια πυραμίδα τετραγωνική από διαμάντι και με γωνία ανοίγματος 136°· τα φορτία ποικίλλουν από 1 ως 150 Kgp. Οι αριθμοί σ. είναι: όπου d είναι η μέση τιμή των διαγώνιων του αποτυπώματος υπολογιζόμενη σε χιλιοστά. Κλίμακα του Ρόκουελ (HR). Το εργαλείο είναι μια σφαίρα από χάλυβα με διάμετρο D = 1,59 χλστ. .HR=130-h, / 0,002, όπου h είναι η διαφορά μεταξύ του βάθους, σε χιλιοστά, των αποτυπωμάτων με Ρ = 1OKgp και Ρ = 100 Kgp. Αν χρησιμοποιείται στην ίδια κλίμακα, ένα κωνικό εργαλείο από διαμάντι με γωνία ανοίγματος 120° θα έχουμε: HR=100‑h / 0,002 Υπάρχουν αντιστοιχίες, σε ορισμένα όρια, μεταξύ των διάφορων αριθμών σ. που προσδιορίζονται κατά τον τρόπο αυτόν και μεταξύ αυτών και της αντίστασης των σωμάτων στον αφελκυσμό. Μια διαφορετική μέθοδος, δυναμική (σ. Shore), βασίζεται στη μέτρηση του ύψους της αναπήδησης ενός εργαλείου όταν πέφτει από ένα ορισμένο ύψος επί του υποδείγματος δοκιμής. Ο προσδιορισμός της σ. ενός οποιουδήποτε ορυκτού γίνεται εύκολα δοκιμάζοντας με κάθε ένα από τα δέκα υποδείγματα να χαράξουμε το υπό εξέταση ορυκτό. Έτσι θα προκύψει ότι το ορυκτό είναι λιγότερο σκληρό από το υπόδειγμα που το χάραξε και σκληρότερο από το υπόδειγμα που προηγείται στην κλίμακα και που το ορυκτό μπορεί να χαράξει. σ. νερού. Διαδικασία με την οποία εξαλείφονται ή ελαττώνονται τα σώματα που αιωρούνται στο νερό για να μειωθεί η σκληρότητα του και να χρησιμοποιηθεί έπειτα στη βιομηχανία για την τροφοδοσία των ατμολεβητών, των πλυντηρίων, των βαφείων των εργοστάσιων χαρτιού, των ζαχαροπλαστείων κλπ. Ο καθαρισμός αυτός έχει πρωταρχική σημασία για τα νερά που τροφοδοτούν τους ατμολέβητες και όλες τις όμοιες συσκευές, όπως είναι οι αποστακτήρες, οι συμπυκνωτές και οι υπερθερμαντές, στους οποίους σημειώνονται εναλλαγές θερμότητας με τη βοήθεια νερού ή του υδρατμού. Οι συνθήκες εργασίας με τις οποίες γίνονται οι εναλλαγές αυτές δημιουργούν ή επιτείνουν σύνθετα φυσικοχημικά φαινόμενα τα οποία ελαττώνουν την οικονομία λειτουργίας και την αντοχή των συσκευών, αν δε γίνει η κατάλληλη επεξεργασία του νερού που χρησιμοποιούμε. Οι λέβητες είναι οι πιο τυπικοί και πλήρεις εναλλάκτες θερμότητας και συγχρόνως οι σπουδαιότεροι και οι πιο διαδομένοι στη βιομηχανία. Οι σύγχρονες απαιτήσεις οδήγησαν στην αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης λειτουργίας των λεβήτων και δημιούργησαν την αναγκαιότητα τέλειου καθαρισμού των νερών που τροφοδοτούν. Η αποβολή λεβητόλιθου παρουσιάζει το μεγαλύτερο κίνδυνο για το λέβητα και ο καθαρισμός έχει σαν βασικό σκοπό να εμποδίσει το σχηματισμό του. Πραγματικά η αποβολή λεβητόλιθου είναι επικίνδυνη γιατί ελαττώνει σημαντικά το συντελεστή μετάδοσης της θερμότητας, χαμηλώνει την απόδοση του ίδιου του λέβητα, και αυξάνει τη θερμοκρασία των τοιχωμάτων, που θερμαίνονται, δημιουργώντας έτσι επικίνδυνες τοπικές υπερθερμάνσεις που ελαττώνουν την αντοχή των υλικών και ευνοούν τη διάβρωση τους. Ο λεβητόλιθος αποτελείται κυρίως από άλατα ασβέστιου, και μαγνήσιου, πυρίτιο, πυριτικά άλατα, σίδηρο και έλαια. Ο καθαρισμός γίνεται συνήθως στο νερό τροφοδοσίας των μηχανημάτων. Ο απλούστερος τρόπος βασίζεται στην απομάκρυνση της παροδικής σκληρότητας με γάλα ασβέστου και της μόνιμης με ανθρακική σόδα. Ένα άλλο σύστημα χρησιμοποιεί τη συνεχή πλήση του λέβητα με κατάλληλο διάλυμα, πλούσιο σε καυστική σόδα και φωσφορικό νάτριο. Τα υλικά αυτά αντιδρούν με τα άλατα του ασβέστιου και κατακρημνίζεται έτσι το φωσφορικό ασβέστιο, σαν μη διαλυτό. Με το σύστημα αυτό απομακρύνεται και το ανθρακικό ασβέστιο. Στις σύγχρονες βιομηχανικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του νερού διάφορες ρητίνες. Οι ρητίνες ανταλλάσσουν τα ιόντα που βρίσκονται στην εξωτερική τους επιφάνεια με αυτά που υπάρχουν μέσα στο νερό που έρχεται σε επαφή μαζί τους. Υπάρχουν δύο τάξεις ρητινών: οι κατιοντικές, με όξινο χαρακτήρα, που ανταλλάσσουν τα κατιόντα (θετικά ιόντα) των διαλυμάτων και οι ανιοντικές, με βασικό χαρακτήρα, που ανταλλάσσουν τα ανιόντα (αρνητικά ιόντα) με τα διαλύματα που έρχονται σε επαφή. Κατά την διάρκεια του καθαρισμού, οι κατιοντικές ρητίνες αλλάσσουν τα ιόντα ασβέστιου (Ca) και μαγνήσιου (Mg) με ιόντα νάτριου (Να). Η αναγέννηση, η ανάκτηση δηλ. της ικανότητας αλλαγής ιόντων, των ρητινών του τύπου αυτού γίνεται με τη χρήση, σε εναλλασσόμενες περιόδους αλλαγής αναγέννησης υδροχλωρικού οξέος ή θειϊκού οξέος. Επιπλέον είναι αναγκαία και η ολοκληρωτική απομάκρυνση των αερίων που είναι διαλυμμένα σ’ αυτό. Η απομάκρυνση των αερίων μπορεί να γίνει με διάφορα συστήματα, μεταξύ των οποίων το πιο διαδομένο είναι εκείνο που χρησιμοποιεί τον ατμό. Το αποσκληρημένο νερό, αν δεν απαλλαγεί από τα αέρια, είναι διαβρωτικό, γιατί είναι κορεσμένο από οξυγόνο και έχει χάσει τις ουσίες που εμπόδιζαν τη διαβρωτική δράση του. Μια τυπική εγκατάσταση καθαρισμού με ρητίνες περιλαμβάνει βασικά τα δοχεία που περιέχουν το οξύ και την καυστική σόδα για την αναγέννηση των ρητινών, δύο συσκευές για την αλλαγή των ιόντων, συσκευή για την απομάκρυνση των αερίων, διηθητές, δοχεία περισυλλογής του καθαρισμένου νερού και τις αντλίες κυκλοφορίας. σ. ορυκτού. Η αντίσταση που προβάλλει ένα ορυκτό όταν προσπαθούμε να διεισδύσουμε μεταξύ των μόριών του με ένα αιχμηρό όργανο. Η αντίσταση αυτή εξαρτιέται από τη μοριακή συνοχή του. Για τον προσδιορισμό της, χρησιμοποιείται μια σκληρομετρική σε βαθμούς κλίμακα, που αποτελείται από δέκα ορυκτά, τοποθετημένα κατά σειρά από το μαλακότερο προς το σκληρότερο. Τάλκης 1, γύψος 2, ασβεστίτης 3, φθορίτης 4, απατίτης 5, ορθόκλαστο 6, χαλαζίας 7, τοπάζι 8, κορούνδιο 9 και διαμάντι 10. Η σκληρομετρική αυτή κλίμακα βοηθά, ως κάποιο βαθμό, στη διάκριση της σκληρότητας των ορυκτών. Βάση για τον καταρτισμό του πίνακα αυτού είναι η ανθεκτικότητα στο χάραγμα των ορυκτών αυτών, κυρίως στη χάραξη του ενός με το άλλο. Το σκληρότερο δηλ. ορυκτό χαράζει το μαλακότερο. Όταν όμως, δεν έχουμε στη διάθεση μας πολλά ορυκτά για να διαπιστώσουμε το βαθμό χαράγματος που είναι επιδεκτικό εκείνο που μας ενδιαφέρει, τότε χρησιμοποιούμε πρόχειρα μέσα, όπως είναι το νύχι, που έχει σκληρότητα 2-2 1/2 βαθμών και χαράζει τα ορυκτά που έχουν 1-2. Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε ένα χάλκινο νόμισμα (σ. 3), ένα σιδερένιο καρφί (σ. 4 1/2), ένα κομμάτι τζαμιού (σ.’5-5 1/2) ή ένα με σ. 5-5 1/2 χαλύβδινο σουγιά (σ. 6). Όσα ορυκτά χαράζονται με το σουγιά, έχουν σκληρότητα μικρότερη του 6, ενώ, αντίθετα εάν αυτά τον χαράζουν, έχουν ανώτερη του 6.

* * *

η / σκληρότης, -ητος, ΝΜΑ, και διαλ. τ. στους Ερετριείς σκληρότηρ Α [σκληρός]

1. η ιδιότητα τού σκληρού, συμπαγής σύσταση, ακαμψία, έλλειψη ελαστικότητας (α. «σκληρότητα τού ξύλου» β. «σκληρότης τοῡ δέρματος», Αριστοτ.)

2. μτφ. (σχετικά με πρόσ.) εξαιρετική τραχύτητα, απονιά, αναλγησία («είχε πέσει εις χείρας νεαρών ληστών... οπού είχαν όλην την σκληρότητα τής απειρίας», Παπαδ.)

νεοελλ.

1. (για πράγματα ή καταστάσεις) αυστηρότητα, σκληράδα («η σκληρότητα τού νόμου»)

2. (τεχνολ.-φυσ.) η ιδιότητα τών στερεών σωμάτων που χαρακτηρίζει την αντοχή τους σε κρουστικές και πιεστικές καταπονήσεις («η σκληρότητα τών ορυκτών»)

3. φρ. «σκληρότητα νερού»

χημ. η περιεκτικότητα τού νερού σε άλατα τού ασβεστίου και τού μαγνησίου (α. «παροδική σκληρότητα» — σκληρότητα τού νερού που εξαλείφεται με τη μέθοδο τού βρασμού

β. «μόνιμη σκληρότητα» — σκληρότητα τού νερού που δεν εξαλείφεται με τη μέθοδο τού βρασμού)

μσν.-αρχ.

αυστηρότητα («δι' εὐσεβοῡς σκληρότητος», Προκ. Γαζ.)

αρχ.

1. δυσκαμψία

2. (για γεύση) δριμύτητα

3. φρ. «σκληρότης τῆς κοιλίας»

ιατρ. δυσκοιλιότητα.