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该怎么对陶瓷材料进行硬度测试?
2020年05月13日 发布 分类:粉体入门 点击量:1528
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在许多领域,我们都能看到特种陶瓷材料的身影,它们一般都具有有限的热膨胀系数、低密度、低断裂韧性、高硬度、高弹性模量等特性,因此常被用于制作轴承、刀具、研磨球、阀门、承载梁等工程结构材料,以及各种部件的硬质涂层。

 

陶瓷轴承

对于容易受磨损影响的陶瓷工件来说,硬度测试是检验其机械强度的关键,比如说陶瓷轴承零件的硬度就对其性能有很大影响——这是因为轴承的硬度会影响陶瓷材料耐磨性能,而耐磨性差所导致的磨损会导致精密机械的精度大大降低。

关于“硬度”

“硬度”在应用技术上的意思是一种材料受着另一种受力的更硬的物体压入所呈现的阻力大小。通常矿物的宏观硬度是按十级标准用莫氏硬度计确定。莫氏硬度中,每一种硬度高的矿物,都能用其尖刻伤前面的矿物。但因为莫氏硬度的等级极不均衡,通常除用莫氏硬度测定陶瓷硬度外,还会用显微硬度计进行测定。

显微硬度试验是一种微观的静态试验方法,最常用的有维氏(Vickers)和努普(Knoop)两种,它们均是通过光学放大,测出在一定试验力下的金刚石角锥体压头压入被测物后所残留的压痕的对角线长度来求出被测物的硬度。具体可看下方介绍:

维氏测量法:

维氏硬度试验是将两相对面夹角为136°(两相对棱夹角为148°6’42’’)的金刚石正四棱锥压头,在一定的试验力作用下压入试样表面,保持一定的时间后,卸除试验力,测量压痕对角线长度,算出压痕表面积,得出材料的维氏硬度值。

维氏测量法的优点是荷重小,可测定细小的试样压痕;对样品无损坏,缺点则是测量精度较低,误差较大。

 

维氏法表面缩进10倍显微镜镜头

努普硬度测量法:

努普硬度试验基本原理是将两长棱夹角为172°30’、短棱夹角为130°的底面为菱形的金刚石四棱锥体压头,在一定的试验力作用下压入试样表面,保持一定的时间后,卸除试验力,测量压痕长对角线的长度,算出投影面积,得出材料的努普硬度值。

努普硬度测量法的荷重也小,也可测定细小的试样压痕,但由于压痕长,更易测量,因此测量精度较高,误差较小。

 

努普表面缩进40倍显微镜镜头

不过需要注意的是,材料和晶粒尺寸的几何偏差是影响表面光洁度的重要因素。因此为了获得适合硬度测试的表面质量,建议先对测试样品进行研磨或精细抛光,以确保陶瓷材料中的硬度测试凹痕清晰可见。

粉体圈 小榆

 

 


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