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巴克霍尔兹压痕仪是用于测定涂料、塑料等涂层或材料表面硬度的仪器,通过测量一定载荷下压头在材料表面产生的压痕直径来评估硬度。
一、仪器组成与原理
主要组成:
压头(通常为钢球,直径有 1mm、2.5mm 等,根据标准选择)
载荷装置(可施加特定重量的载荷,如 500g、1000g 等)
测量装置(显微镜或读数标尺,用于测量压痕直径)
样品台(放置待测样品,可调节水平)
原理:在规定载荷和时间下,压头压入样品表面形成压痕,通过测量压痕直径计算硬度(直径越小,硬度越高)。
二、使用前准备
样品要求:
样品表面需平整、清洁,无油污、灰尘或杂质(可用酒精擦拭后晾干)。
若为涂层样品,涂层厚度需大于压痕深度(通常要求涂层厚度≥10 倍压痕深度,避免基材影响结果)。
仪器检查:
检查压头是否完好(无磨损、变形),若有损坏需更换。
校准载荷装置:确保施加的载荷符合标准(如通过砝码校准)。
校准测量装置:用标准刻度尺校准显微镜或读数标尺的精度。
环境准备:
工作环境需平稳、无振动,避免气流干扰(防止压痕过程中样品或仪器晃动)。
温度保持在 23℃±2℃(温度变化可能影响材料硬度,尤其对塑料、涂层等敏感材料)。
三、操作步骤
1. 样品放置与固定
将样品平稳放置在样品台上,确保待测表面水平(可通过样品台的水平调节旋钮调整,配合水平仪检查)。
若样品较小或易滑动,可用夹具固定(避免压痕时样品移动)。
2. 压头对准与调焦
调整样品台高度,使压头接近样品表面(但不接触)。
通过显微镜观察,调节焦距至清晰看到样品表面,标记压痕位置(建议在样品不同区域测试 3-5 次,取平均值)。
3. 施加载荷
根据测试标准选择载荷(如 ISO 2815 标准中,对涂料常用 500g 载荷,钢球直径 1mm)。
缓慢释放载荷装置,使压头在规定时间内(通常 30 秒 ±2 秒)压入样品表面(避免突然加载导致压痕过大或样品损伤)。
达到规定时间后,缓慢移除载荷,确保压头垂直脱离样品表面(防止压痕变形)。
4. 测量压痕直径
移动样品台,使压痕中心对准显微镜十字线。
通过显微镜的读数标尺测量压痕的最大直径(通常读取相互垂直的两个方向直径,取平均值,减少误差)。
记录测量值(精确至 0.01mm)。
5. 重复测试
在样品不同位置重复步骤 2-4,至少测试 3 次(若样品均匀性较差,可增加测试次数),每次压痕间距需大于压痕直径的 3 倍(避免相邻压痕相互影响)。