高温机械测试应用说明 - NANOVEA：用于材料测试的先进轮廓仪、摩擦磨损测试仪、纳米压痕仪和划痕测试仪 https://nanovea.com/zh/目录/申请-说明/机械测试/高温机械测试/ 用于材料研究和质量控制的计量仪器 Thu, 22 May 2025 19:11:09 +0000 zh-Hans 每小时 1 https://wordpress.org/?v=6.8.5 https://nanovea.com/wp-content/uploads/2025/02/nanovea-favicon.png 高温机械测试应用说明 - NANOVEA：用于材料测试的先进轮廓仪、摩擦磨损测试仪、纳米压痕仪和划痕测试仪 https://nanovea.com/zh/目录/申请-说明/机械测试/高温机械测试/ 32 32 摩擦试验机测高温下划痕硬度 https://nanovea.com/zh/%e9%ab%98%e6%b8%a9%e5%88%ae%e7%97%95%e7%a1%ac%e5%ba%a6-%e4%bd%bf%e7%94%a8%e4%b8%89%e5%9d%90%e6%a0%87%e6%b5%8b%e9%87%8f%e4%bb%aa/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=high-temperature-scratch-hardness-using-a-tribometer https://nanovea.com/zh/%e9%ab%98%e6%b8%a9%e5%88%ae%e7%97%95%e7%a1%ac%e5%ba%a6-%e4%bd%bf%e7%94%a8%e4%b8%89%e5%9d%90%e6%a0%87%e6%b5%8b%e9%87%8f%e4%bb%aa/#respond 2022 年 7 月 14 日星期四 16:56:16 +0000 https://nanovea.com/?p=21189 HIGH TEMPERATURE SCRATCH HARDNESS USING A TRIBOMETER Prepared by DUANJIE, PhD INTRODUCTION Hardness measures the resistance of materials to permanent or plastic deformation. Originally developed by a German mineralogist Friedrich Mohs in 1820, scratch hardness test determines the hardness of a material to scratches and abrasion due to friction from a sharp object1. The Mohs’ […]

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高温划痕硬度

使用摩擦仪

编写者

杜安杰，博士

简介

硬度衡量的是材料对永久或塑性变形的抵抗力。划痕硬度测试最初是由德国矿物学家弗里德里希-莫尔斯在1820年开发的，它确定了材料对尖锐物体的摩擦造成的划痕和磨损的硬度。1.莫氏标度是一个比较指数，而不是一个线性标度，因此，ASTM标准G171-03所述，开发了一个更准确和定性的划痕硬度测量方法。2.它测量金刚石测针产生的划痕的平均宽度并计算出划痕硬度数（HSP）。

高温下测量划痕硬度的重要性

材料是根据服务要求来选择的。对于涉及重大温度变化和热梯度的应用，测试材料在高温下的机械性能以充分了解其机械极限是至关重要的。材料，特别是聚合物，通常在高温下会软化。很多机械故障是由蠕变变形和热疲劳引起的，只有在高温下才会发生。因此，需要一种可靠的技术来测量高温下的硬度，以确保为高温应用正确选择材料。

测量目标

在本研究中，NANOVEA T50 摩擦试验机在室温至 300°C 的不同温度下测量特氟龙样品的划痕硬度。执行高温划痕硬度测量的能力使得 NANOVEA 摩擦仪 用于高温应用材料的摩擦学和机械评估的多功能系统。

NANOVEA

T50

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测试条件

NANOVEA T50摩擦试验机可用于室温（RT）到300℃的温度范围内对特氟隆样品进行划痕硬度测试。特富龙的熔点为326.8°C。使用顶角为120°、尖端半径为200 µm的锥形金刚石测针。特氟隆样品被固定在旋转式样品台上，与平台中心的距离为10毫米。样品被烤箱加热，在RT、50°C、100°C、150°C、200°C、250°C和300°C的温度下进行测试。

测试参数

高温划痕硬度的测量

常态力 2 N
滑动速度 1毫米/秒
划痕长度 每个温度8毫米
气体环境 空气
温度 RT, 50°C, 100°C, 150°C, 200°C, 250°C, 300°C。

结果与讨论

为了比较不同温度下的划痕硬度，图1显示了特氟龙样品在不同温度下的划痕轮廓。当测针以2N的恒定载荷行进时，在划痕边缘形成材料堆积，并刺入特氟隆样品，将划痕中的材料推向一侧并使之变形。

如图2所示，在光学显微镜下检查划痕。显微镜测量的划痕宽度和计算出的划痕硬度值（HSP）在图3中进行了总结和比较。 显微镜测量的划痕宽度与使用NANOVEA轮廓仪测量的划痕宽度一致，特氟隆样品在较高温度下表现出更宽的划痕宽度。当温度从RT上升到300℃时，它的划痕宽度从281微米增加到539微米，HSP从65MPa下降到18MPa。

使用NANOVEA T50摩擦磨损仪可以高精度、高重复性地测量高温下的划痕硬度。它提供了一个不同于其他硬度测量的解决方案，并使NANOVEA摩擦仪成为一个更完整的系统，用于全面的高温三坐标机械评估。

图1: 在不同温度下进行划痕硬度测试后的划痕轮廓。

图2: 在不同温度下测量后，显微镜下的划痕痕迹。

图3: 刮痕宽度和刮痕硬度与温度的变化。

结论

在这项研究中，我们展示了NANOVEA摩擦仪如何在高温下测量符合ASTM G171-03标准的划痕硬度。恒定载荷下的划痕硬度测试为使用摩擦仪比较材料的硬度提供了另一种简单的解决方案。在高温下进行划痕硬度测量的能力使NANOVEA摩擦仪成为评估材料高温三相力学性能的理想工具。

NANOVEA摩擦仪还提供精确和可重复的磨损和摩擦测试，使用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式，在一个预集成的系统中可选择高温磨损、润滑和三相腐蚀模块。可选的3D非接触式轮廓仪，除了用于其他表面测量（如粗糙度）外，还可以对磨损轨迹进行高分辨率的3D成像。

1 Wredenberg, Fredrik; PL Larsson (2009)."金属和聚合物的划痕测试。实验和数值"。磨损266（1-2）。76
2 ASTM G171-03 (2009), "使用金刚石测针测试材料的划痕硬度的标准测试方法"

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用纳米压痕DMA实现精确的局部玻璃化转变

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想象一下，一个散装样品以恒定的速度均匀地被加热的情景。当散装材料加热并接近其熔点时，它将开始失去其刚性。如果在相同的目标力下进行周期性压痕（硬度测试），每次压痕的深度应该不断增加，因为样品正在变软（见图1）。这种情况一直持续到样品开始融化。在这一点上，每个压痕的深度将被观察到大幅增加。利用这个概念，材料的相变可以通过使用固定力振幅的动态振荡和测量其位移来观察，即动态机械分析（DMA）。   阅读关于精确的局部玻璃过渡!

使用纳米压痕的应力松弛测量

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]]> 根据ASTM D7187标准，油漆的抗划伤性和抗污性在其最终用途中起着至关重要的作用。易受划痕影响的汽车漆在维护和修理方面很困难，而且成本很高。为了达到最佳的抗刮伤/抗污能力，人们开发了不同的底漆、基底漆和清漆的涂层结构。 纳米划痕测试 已经开发出一种标准的测试方法，用于测量油漆涂层的划痕/破坏行为的机械方面，如ASTM D7187中所述。.在划痕试验中，不同的基本变形机制，即弹性变形、塑性变形和断裂，在不同的载荷下发生。它提供了对油漆涂层的抗塑性和抗断裂性的定量评估。

ASTM D7187使用纳米划痕的温度效应

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]]> https://nanovea.com/zh/astm-d7187-nanoscratching/feed/ 0 特富龙在高温下的机械性能 https://nanovea.com/zh/%e7%89%b9%e6%b0%9f%e9%9a%86-%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e6%80%a7%e8%83%bd-%e9%ab%98%e6%b8%a9/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=teflon-mechanical-properties-high-temperature https://nanovea.com/zh/%e7%89%b9%e6%b0%9f%e9%9a%86-%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e6%80%a7%e8%83%bd-%e9%ab%98%e6%b8%a9/#respond Wed, 27 Jul 2016 20:06:33 +0000 http://nanovea.com/?p=2440 At elevated temperatures, heat changes teflon mechanical properties such as the hardness and viscoelasticity, which may result in mechanical failures. A reliable measurement of the thermo-mechanical behavior of polymeric materials is in need to quantitatively evaluate the candidate materials for high temperature applications. The Nano module of the Nanovea Mechanical Tester studies the Hardness, Young’s […]

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]]> 在高温下，热量会改变聚四氟乙烯的机械性能，例如硬度和粘弹性，这可能会导致机械故障。需要对聚合物材料的热机械行为进行可靠的测量，以定量评估高温应用的候选材料。这 纳米模组 纳诺维亚 机械测试仪 通过使用高精度压电器件施加负载并测量力和位移的演变来研究硬度、杨氏模量和蠕变。先进的烘箱在整个纳米压痕测试过程中在压痕尖端和样品表面周围产生均匀的温度，从而最大限度地减少热漂移的影响。

利用纳米压痕技术研究高温下特氟隆的机械性能

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]]> 当温度超过0.6时，焊点会受到热和/或外部应力的影响。 Tm 其中 Tm 是材料的熔点，单位是开尔文。焊料在高温下的蠕变行为会直接影响焊料互连的可靠性.  因此，需要对不同温度下的焊料进行可靠且定量的热机械分析。这 纳米模组 纳诺维亚 机械测试仪 通过高精度压电施加负载并直接测量力和位移的演变。先进的加热炉使尖端和样品表面温度均匀，确保测量精度并最大限度地减少热漂移的影响。

利用纳米压痕对焊料进行热力学分析

 

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]]> 材料是根据服务要求来选择的。对于涉及重大温度变化和热梯度的应用，调查材料在高温下的机械性能以充分了解其机械极限是至关重要的。材料，特别是聚合物，通常在高温下会软化。很多机械故障是由蠕变变形和热疲劳引起的，只有在高温下才会发生。因此，需要一种可靠的技术来测量高温下的划痕硬度，以确保为高温应用正确选择材料。

使用摩擦仪的高温划痕硬度

 

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