陶瓷材料作為無機(jī)非金屬材料的一個(gè)重要門類，取得了很大的發(fā)展。結(jié)構(gòu)陶瓷以其高機(jī)械強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于冶金、礦廠、機(jī)械加工及航天等領(lǐng)域。硬度是結(jié)構(gòu)陶瓷一項(xiàng)重要技術(shù)參數(shù)。它與材料的強(qiáng)度、耐磨性、韌性及材料成分、微觀組織結(jié)構(gòu)等有著密切關(guān)系。本文為大家介紹測量陶瓷材料硬度的硬度計(jì)如何選型。
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。簡單來說，共價(jià)鍵型硬度zui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。常用的一般有努氏、顯微維氏、洛氏測量法。努氏與顯微維氏測量法基本相同，區(qū)別在與采用的硬度計(jì)壓頭不同。
（Knoop）硬度測量法：
努氏（Knoop）硬度試驗(yàn)基本原理是將兩長棱夾角為172°30’、短棱夾角為130°的底面為菱形的金剛石四棱錐體壓頭，在一定的試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測量壓痕長對(duì)角線的長度，得出材料的努氏硬度值。
顯微維氏測量法（常用）：
維氏硬度試驗(yàn)是將兩相對(duì)面夾角為136°（兩相對(duì)棱夾角為148°6’42’’）的金剛石正四棱錐壓頭，在一定的試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測量壓痕對(duì)角線長度，得出材料的維氏硬度值。
洛氏測量法：
洛氏硬度標(biāo)尺較多，陶瓷材料一般采用HRA或HRC兩種標(biāo)尺。均為以額定的試驗(yàn)力將金剛石壓頭（圓錐角為120度頂端球面半徑0.2mm）壓入材料表面額定的時(shí)間，根據(jù)壓痕的深度得出硬度值。
如衛(wèi)浴行業(yè)，地板行業(yè)生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品（出口類），采用顯微維氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度檢測。
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