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陶瓷涂层的硬度测试

陶瓷涂料用于赛车来防止热量和磨损。

陶瓷涂料用于赛车来防止热量和磨损。影像学分:戈Krzyzaks / shutterstock.com

陶瓷涂料被用于各种工业和商业生产过程,包括适用于汽车行业,在制造工艺和工业零部件的设计。这些涂料通常用于制造机械部件,更耐腐蚀(生锈),不受液体和气体,更好的绝缘(包括电和热),整体更耐磨损。

选择一个陶瓷涂层

陶瓷涂层的类型和沉积的适当的方法取决于各种因素:

  • 所需的涂层厚度
  • 所需的功能陶瓷涂层
  • 组件的操作的期望
  • 各种经济因素
  • 衬底材料
  • 面积的大小和形状是涂层

薄的涂层,如用于切削工具,通常应用通过气相沉积,化学(CVD)或物理(PVD)。厚的涂层,如用于装饰瓷釉,通常用一种热喷涂和上釉药的过程。

类型的陶瓷涂料包括氮化钛和碳化铬。这些涂料可以应用到钢铁和其他金属零件增加耐磨损,并提高材料能承受极高的温度。

陶瓷涂层的硬度测试的目的

材料硬度的力学性能是定义为一个特定的和计算的抗压缩力的材料。硬度表示材料抵抗局部的塑性变形。

强的债券通常产生一个高硬度的材料。测量依赖于测量弹性、延性、刚度、塑性、变形、强度、粘度、硬度和韧性材料的评估。

陶瓷的硬度测试的应用程序包括定义材料的硬度梯度,表面硬度,渗碳层深度,涂层硬度、硬度阶段,谷物硬度,硬度在晶界,和粉末的硬度。

陶瓷的硬度是由它的化学成分,包括孔隙度、晶粒尺寸和晶粒间的阶段。陶瓷硬度通常是测试使用维氏或努氏方法,经常使用钻石硬度计压头,流程中定义的进一步详述。

硬度测试的方法和过程

有多个硬度的测量,包括划痕硬度、压痕硬度,硬度反弹。每种测量是基于个体的规模,然而,尺度之间的转换是可能的实用目的。

压痕测试是一个常见的陶瓷材料的硬度测试方法。缩进是穿透的直接测试一个给定的材料硬度计压头一个预定义的缩进负荷,然后测量产生的压痕。

硬度计压头有各种不同的形状和尺寸,和负载可以设置为纳米微、宏观缩进或范围,指定范围的机械性能将受到考验。

虽然在硬度测试的各种方法直接比较并不总是可能的,背后的一般概念测量非常相似:测试材料,越努力越小压痕。

致密陶瓷通常是测量硬度的努氏硬度测试,microindentation优化的方法对陶瓷等脆性材料或薄涂料。亚博网站下载努氏硬度测试是最实用为目的的陶瓷涂层的测试中,只有一个小压痕需要评估和测量材料的硬度。其他方法,如维氏硬度试验和罗克韦尔尺度,也可以用来确定硬度,但众所周知,造成更大的伤害比努方法测试材料。

努氏试验,使用长金字塔形状的金刚石压头对负载预定的抛光面预定的时间长度(一个例子是一个500 g负载了10秒)。然后在显微镜下测量定货和努氏硬度计算(香港)。公式用于确定努氏硬度的材料如下:

香港=负载(kgf) /印象区(毫米2)

= P / Cpl2

P =负载,Cp=硬度计压头的形状相关的校正因子(一般0.070279),和L等于缩进沿长轴的长度。大多数的氧化物陶瓷的努氏硬度测试1000 - 1500 kgf /毫米2

努方法有一些缺点;特别值得注意的是需要用显微镜测量压痕的大小创建的测试。应用硬度计压头所需的时间也会认为是这个测试的缺点。

维氏硬度测试方法使用square-based维氏硬度计压头穿透测试材料。

1和120之间的负载,一般加权kgf,适用于30秒,使用下面的公式计算:

高压= 1.854 * F / D2

F是应用负载的测量在公斤和D是毫米印象对角线的长度。

图片提供:Amnarj Tanongrattana / shutterstock.com

在努普测试,印象是测量对角线上的协助下一个显微镜。维氏四面压头已知裂纹脆性材料,在这种情况下,努普可能是首选的方法。亚博网站下载同样值得注意的是,维氏和努氏硬度数据之间的直接比较是不可能由于压痕法的差异。

薄陶瓷涂料通常由nanoindentation测量方法使用一下硬度计压头。一下小费是一种几乎持平,三角形的金字塔与尖点用于制造压痕测试材料的硬度大于100纳米厚。亚博网站下载

努方法类似,nanoindentation需要硬度计压头的位置提示,等一下硬度计压头在这种情况下,导致压痕的测量由定义负载的增加了压力。在这个场景中,硬度(H)等于最大负荷(或P马克斯)在一个r(或残余压痕区域)。

源和进一步阅读

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  • 美国心理学协会

    古普塔,瑞秋。(2019年5月13日)。陶瓷涂层的硬度测试。AZoM。2023年6月15日,检索来自//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=11890。

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    古普塔,瑞秋。“陶瓷涂层的硬度测试”。AZoM。2023年6月15日。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=11890 >。

  • 芝加哥

    古普塔,瑞秋。“陶瓷涂层的硬度测试”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=11890。(2023年6月15日访问)。

  • 哈佛大学

    古普塔,瑞秋。2019。陶瓷涂层的硬度测试。AZoM, 2023年6月15日,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=11890。

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