聚合物材料硬度的测定

高分子科学实验

实验三 邵氏硬度测定

硬度反映了材料弹塑性变形特性，是一项重要的力学性能指标。硬度测定是指用一定形状和尺寸的较硬物体(压头)以一定压力接触材料表面，测定材料在变形过程中所表现出来的抗力。材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。 邵氏硬度计是将规定形状的压针在标准的弹簧力下压入试样，把压针压入试样的深度转换为硬度值。邵氏硬度分为邵氏A和邵氏D两种，邵氏A硬度适用于橡胶及软质塑料，用HA表示；邵氏D硬度适用于较硬的塑料，用HD表示。

一、实验目的：

1．用邵氏硬度计测定橡胶的邵氏A硬度。

2．掌握邵氏硬度测量的基本原理及测量方法。

二、实验原理：

本实验采用邵氏压痕硬度计，将规定形状的压针，在标准的弹簧压力下和规定的时间内，把压针压入试样的深度转换为硬度值，表示该试样材料的邵氏硬度值。邵氏压痕硬度计不适应于泡沫塑料。

三、实验试样和仪器设备

(1) 试样 聚丙烯(PP)，天然橡胶(NR)。

试样应厚度均匀，用A型硬度计测定硬度，试样厚度应不小于5mm。用D型硬度计测定硬度，试样厚度应不小于3mm。除非产品标准另有规定。当试样厚度太薄时，可以采用两层、最多不超过三层试样叠合成所需的厚度，并保证各层之间接触良好。

试样表面应光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。

试样大小应保证每个测量点与试样边缘距离不小于12mm，各测量点之间的距离不小于6mm。可以加工成50mm×50mm的正方形或其他形状的试样。 每组试样的测量点不少于5个，可在一个或几个试样上进行。

(2)仪器设备 TH200型邵氏A硬度计。硬度计主要由读数度盘、压针、下压板及对压针施加压力的弹簧组成。

①读数度盘：度盘为100分度，每一分度相当于一个邵氏硬度值。当压针端部与下压板处于同一平面时，即压针无伸出，硬度计度盘指示为100，当压针端部距离下压板(2.50±0.04)mm时，即压针完全伸出，硬度计度盘应指示为0。

②压力弹簧：压力弹簧对压针所施加的力应与压针伸出压板位移量有恒定的线

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性关系。其大小与硬度计所指刻度的关系如下式所示。

A型硬度计：

FA=(56＋7.66)HA

或 FA=(549+75.12)HA

D型硬度计：

FD=45.36HA

或 FD=444.83HA

式中 FA、FD——弹簧施加于A型和D型硬度计压针上的力，mN或gf； HA、HD——A型硬度计和D型硬度计的读数。

③下压板：为硬度计与试样接触的平面，它应有直径不小于12mm的表面，在进行硬度测量时，该平面对试样施加规定的压力，并与试样均匀接触。

④测定架：应备有固定硬度计的支架、试样平台(其表面应平整、光滑)和加载重锤。实验时硬度计垂直安装在支架上，并沿压针轴线方向加上规定质量的重锤，使硬度计下压板对试样有规定的压力。对于邵氏A为1kg，邵氏D为5kg。

硬度计的测定范围为20～90之间，当试样用A型硬度计测量硬度值大于90时，改用邵氏D型硬度计测量，用D型硬度计测量硬度值低于20时，改用A型硬度计测量。

⑤ TH200型邵氏A硬度计的功能设置

1．开机：按动开关键ON/OFF，显示屏首先显示“0”，数秒后，显示数值变为 “00.0”,此时硬度计测量程序开始工作。

2．最大值功能：按下MAX键，屏幕显示MAX符号。此状态下测量后所显示的硬度值为本次测量过程中的最大值。此功能下每进行下一次测量前，均需要按

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MAX键清零，然后再次按动MAX键进行测量。

3．平均值功能及测量次数功能设置：按下N/AVE键，屏幕上“00.0”消失，同时屏幕上显示AVE符号，屏幕右下角显示测量次数，此时应立即进行测量次数的设置。即按下N/VEA键不动，测量次数值在0～9范围内循环变化，达到要求设置的测量次数时立即松开N/VEA键或反复按动N/VEA键，直至达到要求设置的测量次数为止。测量次数设置完数秒后，硬度值显示区恢复“00.0”，同时测量次数值也变为“0”，表明该功能设置成功，可以进行测量。

本次实验采用最大值法测试。

四、实验步骤

①按(；B 1039 79《塑料力学性能实验方法总则》中第2、3、4条规定，调节实验环境并检查和处理试样。对于硬度与温度无关的材料，实验前应在实验环境中至少放置1h。

②将硬度计垂直安装在硬度计支架上，用厚度均匀的玻璃平放在试样台上，向下按动手柄，此时工作台连其上面的试样一起向上移动，使硬度计下压板与玻璃完全接触，压针伸出长度为零，屏幕硬度值显示为100。当指针完全离开玻璃片时，指针应指示0，允许最大偏差为±1个邵氏硬度值。

③将待测试样置于测定架的试样平台上，使压针头离试样边缘至少12mm，向下按动手柄，平稳而无冲击地使下压板与试样接触，当硬度计的下压板与试样表面接触并将砝码略微抬起时，达到测试状态，此时在1s内读取硬度计屏幕的显示数值，该数值即为试样的邵氏A硬度值。

④在试样上相隔6mm以上的不同点处测量硬度至少5次，取其平均值。

五、数据处理

(1)硬度值：用符号HA或HD来表示邵氏A或 …… 此处隐藏：206字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……