顯微努氏硬度計是一種用于測量材料微小區(qū)域的硬度的精密儀器?;谂希↘noop)硬度測試原理,采用顯微鏡技術與壓痕硬度測試相結合的方式,對材料進行微觀尺度的硬度評價。廣泛應用于金屬、陶瓷、玻璃、晶體、復合材料等硬而脆的材料的硬度測試,尤其適用于薄層、表面處理層或微小零件的硬度評價。
努氏硬度測試的原理是通過一個特定的金剛石壓頭(Knoop壓頭)對材料施加一定的載荷,形成特定的菱形壓痕。通過測量壓痕的長對角線長度,根據(jù)載荷大小和壓頭幾何參數(shù),計算出努氏硬度值。與其他硬度測試方法相比,努氏硬度測試具有對材料表面損傷小、靈敏度高、適用范圍廣等優(yōu)點。
1.加載系統(tǒng):負責在壓頭上施加精確的載荷,通常包括電機驅(qū)動或重力加載方式。
2.壓頭:特制的Knoop金剛石壓頭,其形狀為長菱形,兩個長邊不等,這使得壓痕的長對角線比短對角線更容易測量,提高了測量精度。
3.顯微鏡:用于觀察和測量壓痕的對角線長度,通常配備有目鏡刻度尺或數(shù)字成像系統(tǒng)。
4.樣品臺:用于固定樣品,可以進行精細的X-Y移動,以便于將樣品的測試區(qū)域?qū)蕢侯^。
5.控制系統(tǒng):用于控制加載系統(tǒng)的載荷施加、保持和卸載,以及顯微鏡的聚焦和移動。
6.計算機軟件:用于控制整個測試過程,自動計算硬度值,記錄和管理數(shù)據(jù)。
操作步驟通常包括:
1.樣品準備:確保樣品表面平整、清潔,必要時進行拋光處理。
2.樣品安裝:將樣品固定在樣品臺上,調(diào)整至合適的位置。
3.加載壓頭:將Knoop壓頭安裝在加載系統(tǒng)上。
4.聚焦觀察:使用顯微鏡聚焦到樣品表面,找到合適的測試點。
5.施加載荷:按照預設的參數(shù),通過控制系統(tǒng)施加載荷,保持一定時間后卸載。
6.觀測測量:通過顯微鏡觀察壓痕,使用目鏡刻度尺或數(shù)字成像系統(tǒng)測量長對角線長度。
7.計算硬度:根據(jù)測量的對角線長度、載荷大小和壓頭參數(shù),計算機軟件自動計算出努氏硬度值。
8.數(shù)據(jù)記錄:保存測試結果,可能需要重復測試多次以提高數(shù)據(jù)的可靠性。
9.清理維護:測試結束后,清理儀器和樣品,進行必要的維護保養(yǎng)。
顯微努氏硬度計的優(yōu)點在于其高精度和高分辨率,能夠?qū)ξ⑿^(qū)域進行硬度測試,尤其適用于薄層和薄膜材料的硬度評價。此外,由于努氏硬度測試對材料表面損傷較小,因此可以對成品或半成品進行直接測試,而不影響其性能。