如何测试陶瓷材料的硬度

陶瓷材料，尤其是技术陶瓷，用于各种应用，其中机械强度和抗外力（如腐蚀）是主要功能要求。例如，这些陶瓷通常用于涂覆其他材料以确保高耐磨性和耐温性。它们还用于隔离器、轴承、电容器和泵或粉末涂层金属表面。解释陶瓷在这些领域应用的其他重要机械特性包括高硬度、高弹性模量和低断裂韧性。

因此，为了确保这些特种陶瓷在特定应用中表现良好，我们通常会对它们进行硬度测试。这将有助于证明用陶瓷生产的工件的机械完整性。一般来说，维氏法和努氏法广泛应用于陶瓷的硬度测试。维氏技术是最常见的，而努氏硬度测试也可用于测试陶瓷涂层的硬度，因为它具有较小的裂纹形成和较小的压痕深度。

硬度是陶瓷中最重要和最常测量的特性之一。它可以定义为任何陶瓷或材料的屈服应力的量度。硬度表征陶瓷对断裂、变形、致密化和位移的抵抗力。这个过程可能具有挑战性，但传统上，陶瓷的硬度是使用努氏或维氏金刚石压头测量的。

陶瓷的硬度和耐磨性是一样的吗？

耐磨性描述了材料通过机械作用抵抗材料损失的能力。例如，轮胎上的线在反复长时间使用后开始磨损。请注意，材料可以耐磨且坚韧，但本身并不坚硬。硬质材料也可以耐磨，但不是特别坚韧。在这种情况下，韧性是指材料吸收能量或承受变形或机械应力而不发生断裂或永久变形的能力。

轮胎，就像陶瓷一样，非常耐磨，但这并不会使它们变硬。它们之所以坚韧，是因为即使轮胎永久变形，它也很少撕裂或断裂。陶瓷还具有耐磨性，精细陶瓷比其他陶瓷更耐化学和磨损。陶瓷材料的耐磨性测试测量陶瓷的耐磨性能。

一般来说，硬度是指材料承受或抵抗永久变形的能力。如果一种材料能够抵抗压痕、划痕、弯曲或切割，我们可以说它具有良好的硬度质量；通常，陶瓷的屈服应力越高，材料越容易在压头下开裂。硬度或多或少是材料对测试条件的反应。例如，细粒材料通常比具有相同成分的粗粒材料更硬。这是因为与细粒品种不同，粗粒更容易发生局部破碎。

陶瓷的硬度

请注意，金属在受到机械应力时能够抵抗塑性变形。但是，它们必须在压头被移除后留下印记。这甚至可以轻松测量金属的变形或硬度。另一方面，陶瓷不会发生物理变形，这使得陶瓷的硬度测试比您想象的要复杂一些。细粒陶瓷比其他种类的陶瓷更硬。事实上，它们通常被称为高级陶瓷，因为它们能够在分化条件下承受极端压力。

例如，氧化铝一种常见的陶瓷，它的硬度几乎是不锈钢的三倍。而碳化硅是另一种非常重要的陶瓷，其硬度值约为不锈钢的四倍。

陶瓷硬度测试方法

如文章前面所述，有两种非常常见的硬度测试方法（维氏法和努氏法）。有不太常见的选项，使用略有不同的改进。无论使用何种技术，它们都基于相同的压痕概念。我们也可以称它们为压痕硬度测试。

从广义上讲，这些技术分为三类：宏观、微观和纳米压痕，穿透长度分别以毫米、微米和纳米为单位测量。压痕硬度测试专门测量陶瓷对塑性变形的抵抗力。塑性变形是指由于机械应力导致材料形状发生永久性变化。

维氏硬度测试：是通过测量压头留下的压痕大小来测量陶瓷或其他材料的硬度。它适用于小零件和薄截面。它使用金刚石压头和轻负载在被测材料上产生压痕。硬度值也可以是由压头引起的压痕深度的量度。

努氏硬度测试：是一种显微硬度测试，用于测量非常脆的材料和薄板的硬度。通常，小压痕用于测试目的。压入陶瓷表面的金刚石尖端用于产生压痕，并使用带有测量装置的光学显微镜测量压痕的尺寸。

综上所述得出的结论：陶瓷用于多种应用，例如用于切割金属的加工工具以及制造厨具和珠宝。进行陶瓷硬度测试以检查这些应用中使用的陶瓷的机械强度。无论我们使用维氏硬度还是努氏硬度测试方法，由压头（通常是金刚石材料）在被测材料上造成的压痕的大小或深度都被测量为材料的硬度值。华民陶瓷一直致力于精密陶瓷的研究以及生产加工，联系华民陶瓷了解有关陶瓷材料的更多信息。