硬度表滑石

淺談陶瓷材料硬度表示方法

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。

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(http://www.yingduji.net)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。測定方法及優(yōu)缺點(diǎn)對比如下表1。

表1 幾種常用的陶瓷硬度測定方法

名稱 壓頭

維氏硬度（HV） 金剛石正四棱錐體，夾角136°

努普硬度(HK) 金剛石四棱錐體，兩長棱夾角172°，短棱夾角130°，底面為棱形

洛氏硬度(HRA) 金剛石圓錐體，圓錐角120°，頂端球面半徑為0.2mm

荷重 荷重時(shí)間

10-100g 30s

10-200g 30s

基準(zhǔn)荷重10Kg，總荷重70 Kg 基準(zhǔn)荷重9s，總荷重10s

所測數(shù)據(jù) 計(jì)算公式

壓痕對角線長度，算出壓痕表面積 HV=1.854P/d2HV-維氏硬度(Kg/mm2)P-荷重(Kg)d-對角線長(mm)

壓痕對角線長度，算出投影面積 HK=14.23P/L2HK-努普硬度(Kg/mm2)P-荷重(Kg)d-對角線長(mm)

壓痕深度之差h HRA=100-hghg-h除以0.002mm的當(dāng)量

特點(diǎn)

①荷重小，可測定細(xì)小的試樣壓痕?、跍y量誤差大③對試樣無損壞

① 同上②壓痕長，易測量，誤差?、?同上

①荷重較大，只能對相對大的試樣進(jìn)行測定。②誤差小。測量效率高。③對試樣破壞性大

測量精度 試樣要求

較低 為使壓痕清晰，易于測定，試樣表面須先研磨拋光同上試樣表面不需研磨拋光

較高 同上

較高 但試樣兩面要相互平行，表面粗糙度要足夠小