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巴克霍爾茲壓痕儀是用於測定塗料、塑料等塗層或材料表麵硬度的儀器,通過測量一定載荷下壓頭在材料表麵產生的壓痕直徑來評估硬度。
一、儀器組成與原理
主要組成:
壓頭(通常為鋼球,直徑有 1mm、2.5mm 等,根據標準選擇)
載荷裝置(可施加特定重量的載荷,如 500g、1000g 等)
測量裝置(顯微鏡或讀數標尺,用於測量壓痕直徑)
樣品台(放置待測樣品,可調節水平)
原理:在規定載荷和時間下,壓頭壓入樣品表麵形成壓痕,通過測量壓痕直徑計算硬度(直徑越小,硬度越高)。
二、使用前準備
樣品要求:
樣品表麵需平整、清潔,無油汙、灰塵或雜質(可用酒精擦拭後晾幹)。
若為塗層樣品,塗層厚度需大於壓痕深度(通常要求塗層厚度≥10 倍壓痕深度,避免基材影響結果)。
儀器檢查:
檢查壓頭是否完好(無磨損、變形),若有損壞需更換。
校準載荷裝置:確保施加的載荷符合標準(如通過砝碼校準)。
校準測量裝置:用標準刻度尺校準顯微鏡或讀數標尺的精度。
環境準備:
工作環境需平穩、無振動,避免氣流幹擾(防止壓痕過程中樣品或儀器晃動)。
溫度保持在 23℃±2℃(溫度變化可能影響材料硬度,尤其對塑料、塗層等敏感材料)。
三、操作步驟
1. 樣品放置與固定
將樣品平穩放置在樣品台上,確保待測表麵水平(可通過樣品台的水平調節旋鈕調整,配合水平儀檢查)。
若樣品較小或易滑動,可用夾具固定(避免壓痕時樣品移動)。
2. 壓頭對準與調焦
調整樣品台高度,使壓頭接近樣品表麵(但不接觸)。
通過顯微鏡觀察,調節焦距至清晰看到樣品表麵,標記壓痕位置(建議在樣品不同區域測試 3-5 次,取平均值)。
3. 施加載荷
根據測試標準選擇載荷(如 ISO 2815 標準中,對塗料常用 500g 載荷,鋼球直徑 1mm)。
緩慢釋放載荷裝置,使壓頭在規定時間內(通常 30 秒 ±2 秒)壓入樣品表麵(避免突然加載導致壓痕過大或樣品損傷)。
達到規定時間後,緩慢移除載荷,確保壓頭垂直脫離樣品表麵(防止壓痕變形)。
4. 測量壓痕直徑
移動樣品台,使壓痕中心對準顯微鏡十字線。
通過顯微鏡的讀數標尺測量壓痕的最大直徑(通常讀取相互垂直的兩個方向直徑,取平均值,減少誤差)。
記錄測量值(精確至 0.01mm)。
5. 重複測試
在樣品不同位置重複步驟 2-4,至少測試 3 次(若樣品均勻性較差,可增加測試次數),每次壓痕間距需大於壓痕直徑的 3 倍(避免相鄰壓痕相互影響)。