橡膠和塑料的硬度測量

1、材料的硬度實際上就是它的抗壓性。大多數(shù)用來測量硬度的器材，都是在標準壓針上施加一定的力，根據(jù)產(chǎn)生的壓痕深度，得出刻度盤或數(shù)字顯示器上的讀數(shù)。高讀數(shù)通常對應(yīng)高硬度(小的壓痕)，低讀數(shù)對應(yīng)低硬度(大的壓痕)。硬度低的材料被稱為“軟”材料。我們還發(fā)現(xiàn)硬度與可屈撓度（軟的材料更容易彎折）和緩沖性能（軟的材料大量壓縮充當(dāng)吸震器）有關(guān)。這些關(guān)系使硬度成為對鞋底有雙重作用的測量數(shù)據(jù)。重要的是，硬度讀數(shù)有時間相依性，壓針在材料表面時間越長，其讀數(shù)傾向于

2、減小，這是由于兼具黏性和彈性的漸變作用。讀取讀數(shù)的時間可以選擇，要在供應(yīng)商和客戶之間達成一致，并且要記錄在測試結(jié)果或者規(guī)范的旁邊。壓痕的程度(以及由此產(chǎn)生的讀數(shù))在很大程度上受壓針的形狀和施加的力的影響。這類器材種類很廣泛，每種都是在特定的硬度范圍內(nèi)使用的。硬質(zhì)材料需要相當(dāng)硬的壓針，要施加大的力，而軟的材料則需要較鈍的壓針和施加小的力。用錯測量器材會使讀數(shù)都擠在范圍值的一端，之間沒有合理的區(qū)別。現(xiàn)在我們來檢驗常用的器材和方法，找出他們的

3、顯著特征，這樣使用者就能夠認出最適合的種類。邵氏硬度邵氏硬度計量器(或稱“硬度計”)在聚合物和鞋類工業(yè)上應(yīng)用很廣泛，操作簡便容易。在許多壓痕硬度測量方法里都有對他們的描述，包括ASTMD2240ISO868和SATRATM205。他們依靠受彈簧力作用的壓針，這個壓針從測量器材的平面底座的小洞射出2.5毫米。當(dāng)壓針在0阻力下全部射出，測量儀的度數(shù)為0。當(dāng)阻力最大時，壓針的2.5毫米被全部推回與底座齊平，而底座端正的立于試片表面，度數(shù)為10

4、0。在0和100之間，度數(shù)與壓針穿透深度成線性關(guān)系。邵氏器材能以手持的方式操作，但這需要更專業(yè)的技能，以免得出不準確的讀數(shù)，所以使用固定在測試臺的器材更好。這樣能夠為試片提供一個受控的器材應(yīng)用。但是，他們確實要求至少6毫米均勻厚度的橡膠和塑料的硬度測量硬度是最簡單而又最能描述聚合物特性的特征之一，但是現(xiàn)有的多種測量標尺會導(dǎo)致混淆。MIKEGEGE解釋這些可選的標尺。使用硬度計測量材料的硬度STB13_finallayout.qxd:Ch

5、inesepub981016:08Page16A度很相似(表格1)。IRHD硬度計的優(yōu)點是他們能夠有效地將計量器“歸零”(實際上，是調(diào)到100的)。這樣做是為了減少試片表面微小缺陷導(dǎo)致的錯誤，只需要施加0.3牛頓的微小彈簧力即可歸零。然后再施加5.4牛頓來獲得硬度讀數(shù)。普通IRHD硬度計有一個2.5毫米直徑的球形壓針(圖示5)，與邵氏壓針明顯不同，因為它直到測試的時候才會縮回儀器底座，盡管它可以通過向上推回底座使它露出來。這個測試也有低

6、硬度的版本，球形壓針的直徑為5毫米(圖示6)，高硬度測試的球形壓針直徑為1毫米（圖示7）。這些硬度計分別適用于硬度低于35IRHD和高于85IRHD的材料。按壓時間除了要指出所用的硬度計，重要的是要記錄獲取每個讀數(shù)按壓的時間(以秒為單位)，因為這對測試結(jié)果有顯著的影響。同樣地，測試規(guī)范也需也必須給出時間，以便測試員直到如何操作。圖示8顯示樣品材料的硬度和時間的關(guān)系。邵氏硬度計的常用標準時間是1秒，3秒和15秒。IRHD系統(tǒng)例外，它總是要

7、按壓30秒（在5秒鐘內(nèi)將計量器歸零后)，因此，就不需要特別注明。圖示9總結(jié)了不同硬度標尺對于軟材料和硬材料的應(yīng)用。建議換算IRHD硬度使用的各種硬度標尺（NB邵氏D型，E型，OO型和奧斯卡C型顯示對應(yīng)建議范圍的度數(shù)－這些范圍有誤差，僅供參考）SATRA提供文章中提到的所有硬度計的測試服務(wù)。我們一般采用IRHD硬度測量法，除了特別注明。如需了解更多關(guān)于橡膠和塑料的硬度測量，請聯(lián)系MikeGege()Thisarticlewasfirstp

8、ublishedinEnglishinSATRABulletinRef:1090材料硬度硬度IRHD邵氏A型30秒3秒PVC7473TR7164樹脂橡膠9394硫化橡膠7469PU5056EVA4852表格1：樣品的IRHD硬度和邵氏A型硬度對照圖示8：硬度度數(shù)比對測量時間圖示9：硬度刻度的穩(wěn)定性邵邵氏A型IRHD普通型IRHD低型邵氏OO型度奧斯卡C型邵氏C型IRHD高型邵氏D型0102030405060708090100軟硬0137