先日、大学実験で硬度測定をしました。実験をしていて疑問に思ったのですが、この硬度測定というのは、工業的にはどのような意味をもつのでしょうか?教えてください。

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A 回答 (2件)

硬度の意味はご存じですか。

言葉の由来は hard to wash water(洗濯しずらい水)がなまって硬水となったそうです。昔の石鹸は、水中のカルシュウムやマグネシュウムの含有量が多いと、石鹸の有効成分と塩を形成し泡立ちがしなくなります。今は洗剤のソフト化(硬水でも使用できる成分に変更)により影響は無いようです。
硬水の反対は軟水で、日本国内の河川水や地下水はほとんど軟水(温泉を除く)、ヨーロッパ(だけには限りませんが、外国ではあっちこっちで)では硬水が多いようです。
水を製造の過程で利用する企業にとって硬度は重要な要素であり、食品関係では味を左右しますし、ボイラーでは硬度が高い水は使えません。水道法の水質基準では300mg/lとなっています。硬度の高い水は下痢をしやすいようです。
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 水の硬度なら yumityan さんのご回答通りですが、そうではなくて、ビッカース硬度とかロックウェル硬度とか、物質の硬度のことだと思うのですがどうでしょう?



 硬度が高い=より硬い ということは、
  削れ難い→耐摩耗性に優れているという長所がある反面、加工し難いので思い通りの形状の製品を得難いという短所があります。また、削るのであれば、硬度を知っておくと、適切な砥石を選ぶことが容易になります。

 その他にもいろんな意味がありますが、大学の図書館にいろんな書籍があると思いますので、そちらで調べるのもよろしいかと思います。
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Q物質の硬度と速度と質量の関係

聞きかじりではありますが、「モース硬度」や「ヌープ硬度」といった硬度基準値があると聞きます。

硬度では明らかにそこまで強くないプラスチック製のBB弾がガラスを割ってしまったりするのは、平たく言うとそのBB弾の持つ「勢い」(慣性とか?)のせいだと言うのはなんとなく理解はしているつもりですが、いったいどのくらいのレベルの運動量と質量で、どの程度の硬度が生まれるのかがふと気になりました。

(1)速度、質量と硬度の関係を一覧できるような資料、サイトはどこかにありませんでしょうか?

(2)速度と質量と硬度の関係を表す式のようなものはありませんでしょうか?
(例:モース硬度2、質量2gの物質を速度Xで射出した場合の力はモース硬度Yに並ぶ といったものなど)

摩擦係数や重力などは考えていると一生終わらなさそうなので無視で==。


車を運転していてふと思いついただけで、何が知りたいのかもはっきりとしていない状態なのですが、何方かご助力頂けませんでしょうか。

Aベストアンサー

 速度、質量と硬度の関係とのお尋ねですが、硬度(硬さ)とはそれぞれの物体の表面または表面近くの物理的性質のひとつで、速度、質量とは関係ありません。
 したがってそれらの関係を一覧できるような資料も関係を表す式もないでしょう。
 もともと硬さとは定義すること自体難しい概念で、いろいろな物質の硬さを一義的に数値で表すことは困難なのです。
 例に挙げられているモース硬度とは、単に基準とする10種類の鉱物を硬さの順に並べたときの順番を表しているだけなので、数量的な扱いは全く出来ません。


 
 

Q先日学校の実験で、分光光度計を使った実験を2つ行いました。

先日学校の実験で、分光光度計を使った実験を2つ行いました。
1つ目の実験ではシングルビームの分光光度計(40cm四方、厚み15cmくらいの小型のもの)を用い、水中のカドミウムをフェナントロリンで呈色させ、決まった波長で吸光度を測定しました。
2つ目の実験ではダブルビームの分光光度計(奥行60cm×横幅80cm、厚み20cmくらいの本体にモニターが載ったもの)を用い、数種の濃度の過マンガン酸カリウムの溶液を、波長をスキャンして測定し、得られた吸収スペクトルから最大吸収波長や吸光度などを出しました。

シングル/ダブルビームの違いはビームの数で、特徴として、シングルビームは常に同一セルを使えるが毎回参照を測定し、試料の測定結果から補正しなければならない。
ダブルビームはセルが二つ入れられ、常に(交互に)参照と試料を測定しているので、長時間使っていてもデータのブレが起こりにくい、ということだと理解しています。

そこで質問があります。上記以外の基本的な特徴は下記のとおりで合っていますか?
●シングルビームの特徴
波長スキャンができない=吸光度は測れるけどスペクトルは得られない。
測定波長が決まっていて、吸光度の数字のみ測りたいときに使う。
装置が小型(前述の実験1の装置サイズ)

●ダブルビームの特徴
装置が大きい。
スペクトルを見たいときのみ使う。

それとも、シングル/ダブルの方式の違いと、
波長をスキャンしてスペクトルを得られることは別ですか?
「大型で、吸収スペクトルを測れるシングルビーム」や、
「小型でスペクトルは測れず吸光度のみが表示されるダブルビーム」
なども存在するのでしょうか?
(そんな装置も作れるけれど、わざわざダブルビームにするのに、
スキャン機能を省略することはない、ということでしょうか?)

恥ずかしい質問かもしれませんが、宜しくお願いいたします。

先日学校の実験で、分光光度計を使った実験を2つ行いました。
1つ目の実験ではシングルビームの分光光度計(40cm四方、厚み15cmくらいの小型のもの)を用い、水中のカドミウムをフェナントロリンで呈色させ、決まった波長で吸光度を測定しました。
2つ目の実験ではダブルビームの分光光度計(奥行60cm×横幅80cm、厚み20cmくらいの本体にモニターが載ったもの)を用い、数種の濃度の過マンガン酸カリウムの溶液を、波長をスキャンして測定し、得られた吸収スペクトルから最大吸収波長や吸光度などを出しました。

シン...続きを読む

Aベストアンサー

●シングルビームの特徴
波長スキャンができない=吸光度は測れるけどスペクトルは得られない。
→スペクトルは測れますが、対照補正が出来ないので、正しいスペクトルとはなりません。

測定波長が決まっていて、吸光度の数字のみ測りたいときに使う。
→主にこの使い方となるでしょう。

装置が小型(前述の実験1の装置サイズ)
→小型かどうかは、どうでしょう。今シングルのものはあまり販売していないのでは。

●ダブルビームの特徴
装置が大きい。
→ダブルのものでもかなり小さいものもあります。

スペクトルを見たいときのみ使う。
→スペクトルを測る場合のみではなく、対照吸光度補正が出来るので、通常の吸光度を測る場合に使用します。

Q鉄鋼の硬度について質問です。よく調質(マルエイチ)の依頼の時に指定硬度があるのですが、硬度はだいたい

鉄鋼の硬度について質問です。よく調質(マルエイチ)の依頼の時に指定硬度があるのですが、硬度はだいたい決まっているのでしょうか?SC材のHRC(ロックウェル)で教えていただけると助かります。なるべく詳しく教えていただきたいです。SC材の熱処理前、調質後の硬度一覧みたいなものがもしパソコンなどで印刷できるのをご存知でしたらそれも教えていただきたいです。

Aベストアンサー

炭素鋼(調質鋼)の場合、SC材でしたらまず炭素量が判らないと答えようがないです。
(私は現在、材料の基本データを手元に持っていないので答えられません)
そして、それ以外の化学成分によっても影響を受けてきます。
また、調質条件でも材料強度は変わってきます。
↓少し調べて出てきたのですが、他所の会社の製品のページです。あくまで参考です

http://www.tokkin.co.jp/materials/special_steel/carbon_steel

規格内でも炭素量が下側によっているのか上側になっているのかでも材料の強度特性は変わってきます。
また熱処理条件でもγ化温度が何度でどれくらいの時間を保持したのか、冷却に水を使うのか油を使うのかそれらの温度は何度なのか、
もっと言うと水や油内での材料の姿勢が材料特性に影響することもあります。

焼戻し条件でも変わってきて、温度と時間が重要になってきます。

それと材料のサイズによって同じ熱処理をしても材料強度は影響を受けます。
大きな材料になる程、加熱冷却の速度が十分に確保できなくなり、調質工程を行ったが表面しか効果がない等の現象が出てきます。
サイズを考えて熱処理条件を決定するのは重要なことになってきます。
大きなものを熱処理する時には、SC材の規格にはないバナジウムを少量添加することもあります。

熱処理をする側は熱処理条件による強度の変化のデータは持っていると思いますが、ネットなどで丹念に自分で調べるしかないように思います。
ロックウェル硬さとのことですが、便覧になったJISの巻末に引っ張り強度や他の硬さ試験からの換算表がついていたように記憶しています。

炭素鋼(調質鋼)の場合、SC材でしたらまず炭素量が判らないと答えようがないです。
(私は現在、材料の基本データを手元に持っていないので答えられません)
そして、それ以外の化学成分によっても影響を受けてきます。
また、調質条件でも材料強度は変わってきます。
↓少し調べて出てきたのですが、他所の会社の製品のページです。あくまで参考です

http://www.tokkin.co.jp/materials/special_steel/carbon_steel

規格内でも炭素量が下側によっているのか上側になっているのかでも材料の強度特性は変わってきます...続きを読む

Q水の硬度測定

水の硬度を測定する際、塩化マグネシウム溶液を使用しますが、
酸化マグネシウムに塩酸を反応させて塩化マグネシウムにしたものを
使用して測定しています。
しかし、塩化マグネシウム溶液を調製するのに手間がかかるので、
市販の塩化マグネシウムを使ったらどうかと思うのですが、
市販のものと、反応させて作ったものでは何か違いがあるのでしょうか?
ご存知の方がいらっしゃいましたら教えてください。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

英文wiki、↓にあるように市販塩化マグネシウムは種々の水和物の混合物でMg原子の量が不安定です。
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium_chloride
一方酸化マグネシウムは確かにものによってはマグネシア状態で塩酸に溶けにくいですが、水を一切ふくまず、純度も高いものです。
そのため「標準水溶液」を作る為には正確な原子の数を求めるため酸化マグネシウムを利用します。

Q金属の硬度 

この前、刃物の硬度試験をして貰ったのですが、HRC硬度(ロックウェル硬度)は知っているのですが、HV硬度の欄にしるしが付いていて『HV748』と表示されていました。
これはHRC硬度に変換するといくつ位の硬さになるのでしょうか?
また、HRC硬度は一番上がダイヤモンドの『100』ですよね?
HV硬度の一番上は?
その他にも硬度を表す表示はあるのでしょうか?
超鋼、チタン、タングステン等の硬度も知りたいのですが・・・

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ここに換算表がありますが・・・

http://www.showatool.com/en/pdf/p157.pdf

Q水の硬度測定

水の硬度測定についての問題を解答していただきたいです。

0.1092gの純粋な炭酸カルシウムを0.1mol/dm^3の塩酸10cm^3に溶かして全量を脱塩水で100cm^3にした溶液の10.00cm^3を、pHを12~13にして、濃度未知のEDTA溶液で滴定したところ、NN指示薬が赤から青に変色するのに10.20cm^3を要した。このEDTA溶液の濃度を求めなさい。

です。
途中過程や、解説も付けてくださるとありがたいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ご質問の内容はキレート滴定法によるEDTA濃度の求め方ということになります。
カルシウム溶液のNN指示薬を含むpH12から13付近の溶液ではカルシウムとNN指示薬がキレート化合物を作って赤色の状態になっていますがEDTAが溶液に加えられるとカルシウムとEDTAのキレート化合物がNNとのキレートに比べて安定であり、NNとのキレート化合物が減少していきます。このためすべてのカルシウムがEDTAとキレート化合物を作った状態ではNN指示薬そのものの溶液の色となり青色に変化します。
カルシウムとEDTAのキレート化合物はカルシウム1に対してEDTA1の割合で化合物を作ります。
最初に炭酸カルシウム0.1092gを塩酸に溶解し、100cm^3の溶液とした中から10cm^3を滴定に使用していますので滴定に使用したカルシウムの量はカルシウムのモル質量を100.1g/molとして
0.1092/100.1*10/100 = 0.000109 mol
この量にカルシウムに対して使われたEDTA溶液の量は10.20cm^3ですから1000cm^3に含まれるEDTAの量すなわちEDTA溶液の濃度は
0.000109/10.23*1000 = 0.01066 mol/dm^3

なお、水の硬度の測定については下記のURLを参考にするとよいでしょう。

http://gakuen.gifu-net.ed.jp/~contents/kou_nougyou/jikken/SubShokuhin/05/genri.html

ご質問の内容はキレート滴定法によるEDTA濃度の求め方ということになります。
カルシウム溶液のNN指示薬を含むpH12から13付近の溶液ではカルシウムとNN指示薬がキレート化合物を作って赤色の状態になっていますがEDTAが溶液に加えられるとカルシウムとEDTAのキレート化合物がNNとのキレートに比べて安定であり、NNとのキレート化合物が減少していきます。このためすべてのカルシウムがEDTAとキレート化合物を作った状態ではNN指示薬そのものの溶液の色となり青色に変化します。
カルシウムとEDTAのキレート化合物...続きを読む

Q水の硬度について

 水道水の水質基準等で表されている、硬度は全硬度なのでしょうか??カルシウム硬度なのでしょうか??
教えてください

Aベストアンサー

硬度は全硬度だと思います

計算の方法が載っていましたよ

参考URL:http://www.imaginet.ne.jp/~tambe/coffee/Hardness.html

Q先日、化学の実験でNaをH2Oに入れる実験を行いま

先日、化学の実験でNaをH2Oに入れる実験を行いました。H2Oにフェノールフタレイン液をあらかじめいれておき、Naを投入すると、赤くなることからH2OないしはNaがアルカリ性になったことがわかりました。いったい何故アルカリ性になったのでしょう?教えてください。

Aベストアンサー

この実験でNaがアルカリ性になると考えるのは理科的なセンスが
良くないと思います。NaとH2Oが反応して新しい物質ができます。

Na単体を水に入れると以下の反応がおこります。
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

フェノールフタレインが赤くなるのはNaOHができたからです。
また、場合によってはH2が燃えて火がつきます。
そのとき、臭いがするのは、たいてい保存していた石油の燃焼の臭いです。

Q硬度の換算計算式

悩んでます。教えてください。鋼材の硬度測定をしました。硬度単位は普通はHv、Hs、等なのですが、HL(リーブ硬度)で測定してしまいました。HLをHvに換算する計算式をご存知でしたら、教えてください。

Aベストアンサー

例えば
http://www.fujimfg.co.jp/benri/hard.htm

しかし、そもそも測定原理が違うので、換算は単純ではありません。
なお「硬度」よりも「硬さ」で検索したほうが良いと思います。

Qミネラルウォーターの硬度の測定にて

水の硬度を測定する実験で、自分はミネラルウォーターの硬度を調べたのですが、事前にミネラルウォーターのラベルを見て硬度が28くらいの軟水と書かれていたので計算した値もそれくらいになると予想したのですが、結果は1.6くらいのとても低い値に。先生に聞いてみたところ、計算して出た値が0~5度ならはなはだ軟水だからいいと言われました。この二つの硬度はなぜこうも違うのですか?

ちなみに硬度を求めた計算式は、
硬度=(EDTA標準溶液の濃度)×(EDTA標準溶液の滴下量)
です。

あと、キレート滴定・・・でいいんですよね?

Aベストアンサー

#2です。

とりあえず、家にあった「六●のおいしい水」という、
某大手食品メーカーから発売されている
かなり昔からあるミネラルウォーターの成分表示から概算してみました。

100ml中に、Ca=2.51mg、Mg=0.52mg が含まれており、
硬度は約84(軟水)と表記されています。

[Ca^2+]=(1000/100)*(2.51/40.1)mM、[Mg^2+]=(1000/100)*(0.52/24.3)mMより、
100.1*([Ca^2+]+[Mg^2+])≒84(mg/l)だから、
CaCO3(mg/l)として計算して合っているようですね。


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