陶瓷材料维氏硬度测试方法

发布时间：

2023-08-31 14:06

来源：

硬度是衡量材料力学性能的一项重要指标，它是指物体抵抗外力进入其中的能力，即由于其他物体给与的外力与物体的形变尺寸之间的关系。

陶瓷材料的硬度是其内部结构牢固性的表现，主要取决于其内部化学键的类型和强度。简单来说，共价键型硬度最高，然后依次是离子键、金属键、分子键。原子价态和原子间距是决定化学键强度因而也是决定材料硬度大小的重要因素。陶瓷材料的化学键主要有离子键和共价键。由于陶瓷材料弹性模量大，其键的方向性强而密度小，同时位错少，故可塑性小。它的显微结构不同于金属材料，很少由单一相组成，组成的晶相结构复杂。因此其硬度测定方法也不同于其它材料。

由于陶瓷材料结构复杂，且性质硬而脆，塑性形变小。故常用硬度表示方法有维氏硬度、努普硬度和洛氏硬度，它们都是通过压入陶瓷表面而测得陶瓷的硬度。

本文主要介绍陶瓷材料维氏硬度测定方法。

测试原理

维氏硬度是指试样表面对金刚石压头的相对硬度。测试方法是用一相对两面夹角136°的金刚石正四棱锥形压头，在一定负荷作用下，压入被测定试样的表面，经规定的保荷时间后，卸除负荷，测量其压痕对角线长度来确定的。

测试仪器

维氏硬度计1台。

取样规定

从3件产品平整部位各取面积约为150mm2的一小块作为试样。

试样表面应洁净，不应有裂纹、气泡、伤痕等缺陷。

测试条件

a)仪器应安放在无振动和无腐蚀气体的实验室内，在稳固的基础上水平放置。

b)在每次更换压头或进行大批试样测定前，用维氏硬度为500kg～800kg的二等标准硬度块进行校准。

c)试样在测定过程中应保持位置不变。

测试步骤

测试步骤如下：

a)将试样固定在载样台上；

b)所用负荷可按试样硬度大小选用适当的负荷级，通常选用100或200g砝码；

c)保荷时间为10s～15s；

d)压痕打好后，卸除负荷，转动测微计，记下读数，精确至0.001mm，求出对角线长度d。

测试结果计算

每块试样测定1点，然后取3点压痕对角线的算术平均值，查表或代入公式（1）计算，求出维氏硬度值：

式中：

HV——维氏硬度值，单位为千克每平方毫米（kg/mm2）；

P——负荷，单位为千克（kg）；

d——压痕对角线长度，单位为毫米（mm）。

陶瓷材料维氏硬度