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TABER耐劃傷試驗機重現材料表麵磨損情況

發布於:2022-08-11

什麼是劃痕?

劃痕是用於描述固體對沿其表麵行進的第二個物體上的邊緣或突起穿透的阻力的術語,通常等同於試樣表麵上的單一入射。相比之下,擦傷被定義為相對較細、較淺的表麵劃痕分布在較大的區域,通常會導致材料或塗層表麵的外觀受損。

耐刮擦和耐擦傷測試

在實驗室劃痕測試期間,具有定義幾何形狀的觸針以已知力和已知速度在樣品表麵上劃過。TABER耐劃傷測試可能使用反麵材料,例如鋼絲絨,它會在更大的區域內產生損壞。大多數耐刮擦和耐擦傷實驗室評估的目標包括確定材料在特定測試條件下的行為,建立相關材料的相對排名,和/或確定材料或表麵塗層的失效極限。首要目標是重現日常使用和處理、運輸或組裝過程中可能發生的損壞。

在實驗室環境中模擬劃痕損傷的任何嚐試都需要確定一組複雜的相互關聯的屬性。測試的目的是提供一組特定標準下的預測性能。然而,開發測試方法的任務既困難又多方麵,這一事實在對產品在其生命周期中遇到的任何條件進行評估時變得顯而易見。實際上,可能需要一係列測試來查明關鍵變量。

刮傷測試

材料表麵的劃痕損傷量可能會受到測試變量的影響,因此需要采用合適的方法來確保將這些影響降至最低。對許多人來說,應該清楚的是,不同的劃痕可以產生與劃痕儀器的單獨組成和幾何形狀相關的不同的劃痕。例如,使用以下任何一種劃痕壓頭幾何形狀都可能導致不同的機械變形:錐形金剛石;立體角; 1mm球形球(硬化不鏽鋼或鎢鋼);圓柱體與軸線成45° 剖切;金字塔形的;0.8 毫米直徑的螺旋線;回形針的半徑邊緣。

根據施加在探針上的負載或探針在樣品表麵上拉動的速度,也可能會產生差異。材料特性,包括硬度、表麵粗糙度、質地、彈性模量、光澤度、紋理和塗層厚度,也可能影響劃痕損傷的強度。

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劃痕測試材料的局限性

確定測試程序後,產生劃痕的過程相當簡單。然而,評估和描述結果並不總是那麼簡單。許多現代塑料具有粘彈性特性,這意味著塑料中的應力可以在加載過程中放鬆。此外,塑料在施加的應力撤消後可能會表現出彈性恢複,這意味著凹槽深度、位移材料、劃痕寬度和損壞的嚴重程度可能會隨著時間而改變。影響劃痕視覺感知的其他問題包括應變白化量;劃痕方向;樣品的顏色;允許觀察員查看樣品的時間;以及照明和觀看條件。

為了最大限度地發揮實驗室測試的效用,觀察結果和結論應與產品的實際使用充分相關。較佳解決方案是在建議的使用條件下檢查產品的實際使用情況。然而,實際數據通常需要幾年時間才能獲得。此外,進行現場測試的成本可能會受到限製,而識別影響的複雜性也會帶來困難。當沒有其他數據存在時,如何關聯結果?如何確定產品可能暴露的條件?

建議的起點是檢查現有知識。如果正在考慮一種新材料,則有必要評估有關可比較的現場應用的所有可用信息。如果沒有現成的數據,重要的是要承認這是一個限製因素,並且應該預料到有根據的猜測。盡管新材料或塗層選項的行為可能與之前的選擇不同,但數據與用於比較新材料發現的基線相結合將具有更大的價值。

結論

了解不同物理性能測試的相互關係也可以提高對特定塗層性能的認識。該信息是建立組件壽命估計和預期故障模式的預測模型的關鍵。但是,建議謹慎行事,因為沒有一種模型是普遍接受的。此外,加速測試可能無法始終如一地檢測可能的問題或產生預測性能結果。為了幫助選擇哪種模型,獲得在實驗室測試和所選最終用途中的實際性能之間表現出特定關係的數據是有利的。

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