中國粉體網(wǎng)訊  陶瓷材料作為一種重要的無機(jī)非金屬材料已經(jīng)取得了很大的發(fā)展。尤其是結(jié)構(gòu)陶瓷以其高機(jī)械強(qiáng)度,、高硬度,、耐腐蝕性、高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于冶金,、化工及航空航天等領(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,。陶瓷材料的化學(xué)鍵主要有離子鍵和共價鍵,。由于陶瓷材料彈性模量大，其鍵的方向性強(qiáng)而密度小,，同時位錯少,，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�,！毒���(xì)陶瓷室溫硬度試驗(yàn)方法》（GB/T16534-2009）標(biāo)準(zhǔn)列出了維氏和努氏兩種硬度檢測方法,。

維氏硬度檢測

什么是維氏硬度？

假設(shè)無變形維氏壓頭在試樣表面加載形成壓痕,，載荷除以根據(jù)壓痕對角線長度平均值計(jì)算出的壓痕表面積所得的值就是維氏硬度,。

注：維氏硬度可以用兩種單位表示：GPa和（維氏硬度數(shù)值）無量綱單位，其中以無量綱單位表示的維氏硬度數(shù)值為載荷（以kgf為單位）與壓痕表面積（以mm²為單位）之比,。建議優(yōu)先采用GPa單位,。

什么是維氏壓頭？

壓頭為金剛石制成的正四棱錐體,，兩相對面間的夾角為136度,，如下圖所示。

原理

將維氏壓頭用試驗(yàn)力壓入試樣表面,，保持規(guī)定的時間后,，卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面壓痕對角線長度,，計(jì)算出對角線平均值d,。計(jì)算公式如下表所示。

有效的維氏壓痕

以下圖為例,，在有較小的壓痕裂紋,、弓形邊以及小孔的情況下，由于不影響對角線長度的測定,，并且壓痕形狀基本規(guī)則,，因此仍是有效壓痕。

有效的維氏壓痕

無效的維氏壓痕

如下圖所示,，大的尖端開裂和不對稱壓痕,、邊緣破碎和尖端區(qū)移位壓痕、崩裂或粗糙的邊緣和粗糙的邊緣（晶粒位移,，拔出）壓痕,。

大的尖端開裂

邊緣破碎和尖端區(qū)移位

崩裂或粗糙的邊緣和粗糙的邊緣

努氏硬度檢測

什么是努氏硬度？

答： 假設(shè)無變形努氏壓頭在試樣表面加載形成壓痕,，載荷除以根據(jù)壓痕長對角線值計(jì)算出的壓痕投影面積所得的值就是努氏硬度,。

注：努氏硬度可以用兩種單位表示：GPa和（努氏硬度數(shù)值）無量綱單位，其中以無量綱單位表示的努氏硬度數(shù)值為載荷（以kgf為單位）與壓痕表面積（以mm²為單位）之比,。建議優(yōu)先采用GPa單位,。

什么是努氏壓頭？

 壓頭為金剛石制成的菱形椎體,，其中長棱夾角為172.5度,，短棱夾角為130度,。

努氏壓頭

原理

將努氏壓頭用試驗(yàn)力壓入試樣表面，保持規(guī)定的時間后,，卸除試驗(yàn)力,，測量試樣表面壓痕長對角線長度。

參考來源：

[1]《精細(xì)陶瓷室溫硬度試驗(yàn)方法》

[2]運(yùn)新躍等.精細(xì)陶瓷硬度測試方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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