การทดสอบความแข็งด้วยเครื่องมือวัด

ความแข็งของวัสดุ_HIT เป็นการวัดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปถาวร (= พลาสติก. กำหนดโดยการสร้างเส้นสัมผัสจากเส้นโค้งการขนถ่าย และใช้กับโหลดทดสอบสูงสุด _Fmax. ความแข็งของวัสดุ_HIT สามารถแปลงเป็นความแข็งแบบวิคเกอร์ได้_HVแต่การแปลงนี้จะต้องมีการทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจน.

ตรงกันข้ามกับความแข็งของการเยื้อง_HIT,ความแข็งของมาร์เทนส์_HM ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับพลาสติกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติของวัสดุที่ยืดหยุ่นด้วย. ความแข็งของ Martens คำนวณจากความลึกของการเยื้องระหว่างการโหลด.

โมดูลัสการเยื้อง_EIT คือค่าความยืดหยุ่นและเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานทั้งหมดกับวัสดุที่ยืดหยุ่น. โมดูลัส_EIT คำนวณจากเส้นโค้งการขนถ่ายของการเยื้อง. ในหลายกรณี,_EIT ค่าต่างๆ เทียบได้กับโมดูลัสความยืดหยุ่นแบบคลาสสิก แต่ไม่ควรเทียบเคียงกับค่านั้น.

พฤติกรรมการคืบ_CIT อธิบายการเสียรูปเพิ่มเติมของวัสดุภายใต้แรงคงที่. ในการกำหนดค่านี้ หัวกดจะถูกกดเข้าไปในตัวอย่างด้วยแรงเท่ากันในระยะเวลาที่นานขึ้น (นาทีถึงชั่วโมง). โพลีเมอร์และวัสดุอื่นๆ ที่มีแนวโน้มที่จะคืบให้ผลอย่างต่อเนื่องและความลึกของการเยื้องจะเพิ่มขึ้น.

โมดูลัสการจัดเก็บและโมดูลการสูญเสีย (E' และ E'') อธิบายพฤติกรรมของวัสดุภายใต้การกระทำของแรงสั่น (โหมดไดนามิก). โมดูลัสการจัดเก็บข้อมูลแสดงถึงส่วนประกอบที่ยืดหยุ่น. เป็นสัดส่วนกับสัดส่วนของพลังงานการเปลี่ยนรูปที่ถูกเก็บไว้ในวัสดุและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้จากวัสดุหลังจากการขนถ่าย. ในทางกลับกัน โมดูลการสูญเสียแสดงถึงส่วนประกอบที่มีความหนืด. มันสอดคล้องกับสัดส่วนการสูญเสียของพลังงานซึ่งถูกแปลงเป็นความร้อนระหว่างการบีบอัด.

ในวิธี Enhanced Stiffness Procedure หรือเรียกสั้น ๆ ว่า ESP หัวกดจะค่อยๆ โหลดและ (partially) ยกเลิกการโหลดอีกครั้ง. สิ่งนี้เกิดขึ้นพร้อมกับแรงที่เพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงแรงสูงสุดที่กำหนดไว้. ช่วยให้สามารถกำหนดพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ขึ้นกับแรงและความลึกได้อย่างรวดเร็ว เช่น โมดูลัสการเยื้องแบบยืดหยุ่น (_EIT) ความแข็งของวัสดุ (_HIT) หรือความแข็งแบบวิคเกอร์ (HV) ที่ตำแหน่งเดียวและตำแหน่งชิ้นงานทดสอบเดียวกัน.

วิธี ESP นี้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการทดสอบฟิล์มบาง. การวัดที่ขึ้นกับความลึกทำให้สามารถกำหนดพารามิเตอร์ของการเคลือบที่แรงที่ต่ำมาก โดยไม่กระทบต่อ substrate.. ด้วยแรงที่เพิ่มขึ้น ทำให้สามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนจากการเคลือบเป็นวัสดุฐานได้.

โหมดการวัดแบบไดนามิกจะขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิก (DMA). ในขณะที่ DMA มุ่งเน้นไปที่การทดสอบวัสดุที่เป็นของแข็ง โหมดไดนามิกของเรายังช่วยให้สามารถระบุคุณลักษณะของวัสดุในขนาดที่เล็กกว่ามาก เช่น สารเคลือบ เช่น สีรถยนต. ในที่นี้ หัวกดจะถูกกดลงบนพื้นผิวด้วยแรงที่เพิ่มขึ้นและลดแบบไซน์ซอยด์ โดยมีแอมพลิจูดเพียงไม่กี่นาโนเมตร. ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถกำหนดคุณสมบัติต่างๆ เช่น โมดูลัสยืดหยุ่น โมดูลัสการจัดเก็บ และโมดูลการสูญเสียได้.

เราใช้หัวกดเพชรธรรมชาติเท่านั้นเนื่องจากมีความทนทานเป็นพิเศษ. อย่างไรก็ตาม มันเสื่อมสภาพหลังจากการวัดหลายครั้ง. ส่วนปลายจะกลมขึ้นและสูญเสียรูปร่างที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน. ผลกระทบนี้สามารถชดเชยได้ในระดับหนึ่งโดยการวัดบนวัสดุอ้างอิง เช่น แก้วบอโรซิลิเกต. ในกรณีที่มีการสึกหรอรุนแรงยิ่งขึ้น จะต้องเปลี่ยนหัวกด.

อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการวัดความแข็งและความยืดหยุ่น. วัสดุหลายชนิด โดยเฉพาะโพลีเมอร์ชนิดอ่อน เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติแม้ว่าจะมีความผันผวนของอุณหภูมิค่อนข้างน้อยก็ตาม. นั่นคือเหตุผลที่ต้องกำหนดอุณหภูมิโดยรอบระหว่างการวัด.

นอกจากนี้เทคโนโลยีการวัดยังตอบสนองต่ออุณหภูมิอีกด้วย. โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตรวจวัดเป็นเวลาหลายชั่วโมง ความร้อนอาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์ได้. หากองค์ประกอบต่างๆ ขยายตัว ผลลัพธ์ที่ได้ก็จะเป็นเท็จ.

ด้วยโครงสร้างที่มีแผ่นทำจากหินแข็งธรรมชาติ เครื่องมือวัดของเราจึงมีความเสถียรมากทั้งในด้านรูปร่างและอุณหภูมิ. ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจวัดโดยไม่ขึ้นกับอุณหภูมิได้แม้จะใช้เวลาหลายชั่วโมงก็ตาม.

สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของข้อผิดพลาดในการวัดคือการสั่นสะเทือน. ด้วยโหลดทดสอบที่ต่ำ แม้แต่การเคลื่อนที่ของอากาศเพียงเล็กน้อยจากระบบปรับอากาศหรือการสั่นสะเทือนของพื้นที่เกิดจากฝีเท้าก็อาจทำให้ผลลัพธ์ที่ผิดพลาดได้. สำหรับการวัดที่มีความละเอียดอ่อน เราแนะนำให้เลือกตำแหน่งที่มีการสั่นสะเทือนต่ำ (เช่น ห้องใต้ดิน) และใช้กล่องวัดแบบปิดพร้อมโต๊ะลดแรงสั่นสะเทือน. เรานำเสนอโซลูชั่นที่ปรับแต่งเฉพาะเพื่อจุดประสงค์นี้.

สำหรับพื้นผิวที่ขรุขระ หัวกดไม่ได้มีพื้นที่สัมผัสกับชิ้นส่วนทดสอบเสมอไป. ดังนั้นผลลัพธ์จึงมักจะทำซ้ำได้ไม่ดี. หากเป็นไปได้ สิ่งสำคัญคือต้องขัดพื้นผิวที่ขรุขระก่อนทำการวัด หรือทำการวัดเปรียบเทียบหลายๆ ครั้ง.