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陶瓷材料維氏硬度測試方法
發(fā)布時間：
2023-08-31 14:06
來源：
硬度是衡量材料力學性能的一項重要指標，它是指物體抵抗外力進入其中的能力，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)部化學鍵的類型和強度。簡單來說，共價鍵型硬度最高，然后依次是離子鍵、金屬鍵、分子鍵。原子價態(tài)和原子間距是決定化學鍵強度因而也是決定材料硬度大小的重要因素。陶瓷材料的化學鍵主要有離子鍵和共價鍵。由于陶瓷材料彈性模量大，其鍵的方向性強而密度小，同時位錯少，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得陶瓷的硬度。
本文主要介紹陶瓷材料維氏硬度測定方法。
測試原理
維氏硬度是指試樣表面對金剛石壓頭的相對硬度。測試方法是用一相對兩面夾角136°的金剛石正四棱錐形壓頭，在一定負荷作用下，壓入被測定試樣的表面，經(jīng)規(guī)定的保荷時間后，卸除負荷，測量其壓痕對角線長度來確定的。
測試儀器
維氏硬度計1臺。
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。
測試條件
a)儀器應(yīng)安放在無振動和無腐蝕氣體的實驗室內(nèi)，在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上水平放置。
b)在每次更換壓頭或進行大批試樣測定前，用維氏硬度為500kg～800kg的二等標準硬度塊進行校準。
c)試樣在測定過程中應(yīng)保持位置不變。
測試步驟
測試步驟如下：
a)將試樣固定在載樣臺上；
b)所用負荷可按試樣硬度大小選用適當?shù)呢摵杉?，通常選用100或200g砝碼；
c)保荷時間為10s～15s；
d)壓痕打好后，卸除負荷，轉(zhuǎn)動測微計，記下讀數(shù)，精確至0.001mm，求出對角線長度d。
測試結(jié)果計算
每塊試樣測定1點，然后取3點壓痕對角線的算術(shù)平均值，查表或代入公式（1）計算，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——負荷，單位為千克（kg）；
d——壓痕對角線長度，單位為毫米（mm）。
陶瓷材料維氏硬度
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