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陶瓷材料維氏硬度測(cè)試方法
發(fā)布時(shí)間：
2023-08-31 14:06
來源：
硬度是衡量材料力學(xué)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是指物體抵抗外力進(jìn)入其中的能力，即由于其他物體給與的外力與物體的形變尺寸之間的關(guān)系。
陶瓷材料的硬度是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)牢固性的表現(xiàn)，主要取決于其內(nèi)部化學(xué)鍵的類型和強(qiáng)度。簡(jiǎn)單來說，共價(jià)鍵型硬度最高，然后依次是離子鍵、金屬鍵、分子鍵。原子價(jià)態(tài)和原子間距是決定化學(xué)鍵強(qiáng)度因而也是決定材料硬度大小的重要因素。陶瓷材料的化學(xué)鍵主要有離子鍵和共價(jià)鍵。由于陶瓷材料彈性模量大，其鍵的方向性強(qiáng)而密度小，同時(shí)位錯(cuò)少，故可塑性小。它的顯微結(jié)構(gòu)不同于金屬材料，很少由單一相組成，組成的晶相結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此其硬度測(cè)定方法也不同于其它材料。
由于陶瓷材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且性質(zhì)硬而脆，塑性形變小。故常用硬度表示方法有維氏硬度、努普硬度和洛氏硬度，它們都是通過壓入陶瓷表面而測(cè)得陶瓷的硬度。
本文主要介紹陶瓷材料維氏硬度測(cè)定方法。
測(cè)試原理
維氏硬度是指試樣表面對(duì)金剛石壓頭的相對(duì)硬度。測(cè)試方法是用一相對(duì)兩面夾角136°的金剛石正四棱錐形壓頭，在一定負(fù)荷作用下，壓入被測(cè)定試樣的表面，經(jīng)規(guī)定的保荷時(shí)間后，卸除負(fù)荷，測(cè)量其壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度來確定的。
測(cè)試儀器
維氏硬度計(jì)1臺(tái)。
取樣規(guī)定
從3件產(chǎn)品平整部位各取面積約為150mm2的一小塊作為試樣。
試樣表面應(yīng)潔凈，不應(yīng)有裂紋、氣泡、傷痕等缺陷。
測(cè)試條件
a)儀器應(yīng)安放在無(wú)振動(dòng)和無(wú)腐蝕氣體的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上水平放置。
b)在每次更換壓頭或進(jìn)行大批試樣測(cè)定前，用維氏硬度為500kg～800kg的二等標(biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行校準(zhǔn)。
c)試樣在測(cè)定過程中應(yīng)保持位置不變。
測(cè)試步驟
測(cè)試步驟如下：
a)將試樣固定在載樣臺(tái)上；
b)所用負(fù)荷可按試樣硬度大小選用適當(dāng)?shù)呢?fù)荷級(jí)，通常選用100或200g砝碼；
c)保荷時(shí)間為10s～15s；
d)壓痕打好后，卸除負(fù)荷，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微計(jì)，記下讀數(shù)，精確至0.001mm，求出對(duì)角線長(zhǎng)度d。
測(cè)試結(jié)果計(jì)算
每塊試樣測(cè)定1點(diǎn)，然后取3點(diǎn)壓痕對(duì)角線的算術(shù)平均值，查表或代入公式（1）計(jì)算，求出維氏硬度值：
式中：
HV——維氏硬度值，單位為千克每平方毫米（kg/mm2）；
P——負(fù)荷，單位為千克（kg）；
d——壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）。
陶瓷材料維氏硬度
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