布氏和维氏硬度压痕的正确测量

布氏和维氏硬度试验压痕的正确测量,直接影响到被测试件的硬度值,因之不容忽视。常用的测量方法有: 1.单线测量——测量线移动法此种测量压痕的方法是先使测量线在压痕之左逐渐逼近压痕左缘,直至相切,记下读数(d_1)。参看图1。然后向右移动测量线,到与压痕之右缘相切为止(对维氏硬度压痕,测量线必须与对角线垂直)。再记下第二次读数(d_2),两次读数之差(d=d_2-d_1)即为压痕的直径(或对角线长)。由于只使用一条刻度线,故误差因素少。但测量线要移动整个压痕     

布氏硬度压痕测量装置的期间核查

介绍了在期间核查中,依据国标相关规定或校准规程,采用有效的布氏硬度标准块,对布氏硬度压痕测量装置读数显微镜的测量标尺和计算机中安装的压痕测量系统软件进行间接检验的方法。其检验的结果可用来判定压痕测量装置是否在校准状态,准确地了解和确认布氏硬度压痕测量装置的准确度和有效性。     

布氏、维氏硬度计压痕的正确测量

硬度块压痕直径和对角线一般是用读数显微镜和光学计测量的。测量时应注意不要使仪器的固定刻线和游动刻线与压痕边缘(或顶点)相切(如左图),要使两条刻线恰好通过压痕边缘(或顶点)(如右图)。这是因为读数显微镜和光学计在对零位时,两条刻是相重合而不是相切的,若以相切方式测量,零位就改变     

压痕测试法的新发展

介绍了压痕测试法的最新发展,指出了确定超薄薄膜t<10 nm及很硬的薄膜t<100 nm的硬度及模量是对计量学中纳米范围的挑战.以压痕测试法替代显微维氏实验可显著地降低测量不确定度及实现自动化.压痕测试法在纳米范围及显微范围内可为微电子学、微电机械系统、技术光学等领域采用.     

维氏硬度试验中的视觉检测算法研究综述

维氏硬度测量法是一种常用的测量材料硬度的方法。对于传统的人工测量方法,不仅劳动强度大,并且测量过程较易受材料表面维氏压痕图像的成形影响,难以保证测量精度。相比之下,采用图像处理技术实现维氏硬度自动测量可以大幅降低劳动强度,同时对复杂测量环境具有较强的鲁棒性。维氏压痕图像的成像、图片预处理和压痕面积的获取是视觉测量的关键环节。本文介绍了相关内容的主要研究进展,分析了现有方法的特点与不足,最后讨论了维氏硬度自动测量技术领域研究的发展趋势。     

几种单晶半导体材料在压痕下的变形与断裂行为比较

采用显微压痕方法研究了Si、Ge、GaAs和InP四种半导体单晶的变形与断裂行为.通过测量[100]取向单晶体面内的显微硬度,裂纹开裂的临界压痕尺寸以及断裂韧性,分析了这四种材料力学性能的面内各向异性行为.结果表明:在压痕载荷的作用下,Si和Ge的塑性变形以剪切断层为主,而GaAs和InP则通过滑移系的开动协调变形.[100]取向的Si、Ge、GaAs和InP四种单晶的面内显微硬度、弹性模量和断裂韧性表现出不同程度的各向异性.裂纹长度与压痕尺寸间的关系表明,与GaAs和InP相比,Si、Ge具有较小的临界压痕尺寸和拟合直线斜率,这一临界压痕尺寸和拟合直线斜率的变化规律分别与材料的硬度和断裂韧性的变化规律一致.     

基于数字图像处理的布氏硬度压痕直径测量方法

在分析布氏硬度试验压痕图像的基础上,提出了基于数字图像处理的布氏硬度压痕直径测量方法.利用CCD相机获取压痕图像,通过图像分割、目标区域处理、压痕圆拟合等步骤完成图像处理,由此实现对压痕尺寸的自动精确测量.     

显微硬度测量误差对硬度值的影响

前言:测量误差是显微硬度试验误差的主要来源.虽然新技术的应用,使商售的硬度计能够全自动测量,克服了固有的弊端,但仍有大量的硬度计需手摇目测.因此,仍有必要简述压痕d的测量对硬度值的影响,以供从事该项工作的人员参考.     

快速生长KDP晶体的显微硬度测试研究

对快速生长KDP晶体（001）、（101）、（100）面分别进行压痕法显微硬度测试,实验表明KDP晶体的显微硬度具有明显的各向异性,（001）、（101）、（100）面的显微硬度分别为187、156.7、151.3kg/mm2;晶体各晶面的显微硬度呈现出显著的压痕尺寸效应,即硬度随载荷的增大而减小。实验发现,当载荷较小,在5～25g时,压痕区没有出现明显的裂纹;随着载荷的增大,在25～200g时,裂纹以辐射状扩展,压痕边缘处形成崩碎状脆裂。确定以25g作为KDP晶体显微硬度测试的最佳载荷,此载荷下所测得的硬度为其显微硬度。     

一种用于微米／纳米硬度测试的具有纳米分辨率的压痕成像系统

与包括原子力显微镜在内的其他压痕形貌测量方法相比,光学显微镜以其非接触、大测量范围及较快的测量速度等优点在硬度测试中应用广泛,但包括共焦显微镜在内的常规显微镜其分辨率,特别是纵向分辨率,一直不能满足要求．为此开发了一种沿光轴方向的具有纳米分辨率的压痕成像系统．该系统基于层析全场显微术,即在常规光学显微镜的基础上引入结构光照明．应用移相方法得到样品的三维形貌．成像系统样机的测量结果表明,系统的纵向分辨率可达2nm,可以高精度地实现压痕的三维形貌测量,并量化揭示纳米压痕测试中常见的“坟起（pile-up）”及“沉入（sink-in）”现象．该系统有助于进一步研究显微及纳米硬度计量方法并降低计量的不确定度.     

基于Labview的显微维氏硬度压痕测量系统的开发

本文在显微维氏硬度计的基础上通过Labview软件设计维氏硬度测量系统,实现对压痕对角线长度的测量,进而可以直接求得维氏硬度值。其中压痕采用三种测量方法获取对角线长度,通过三种方法的比较分析寻求最优测量法。该测量系统实现了硬件结构与软件平台的完美对接,硬度计通过设计改良,确保压头在与试样接触时试样处于水平状态,有效避免压痕结果出现误差。Labview软件平台界面清晰明了,操作过程简洁,具备进一步开发的潜能。     

高精度布氏硬度压痕测量系统

通过对布氏硬度测量不确定度分析,得知在其各分量中以压痕测量系统的不确定度为最大.根据布氏硬度计量基准装置的基本要求,研制了新的高精度布氏硬度压痕测量系统,提高了原有系统的精度和稳定性.     

激光扫描共聚焦显微镜在微小硬度压痕测量中的应用研究

尝试将激光扫描共聚焦显微镜应用于微小硬度压痕的测量中,不仅可以得到硬度压痕的三维形貌,而且利用共聚焦测量方法高分辨力的特点,解决了小于20μm的微小硬度压痕无法测量的难题。本文给出了测量微小硬度压痕的方法,并给出了具体步骤和实例;用所得到的压痕的三维形貌表征材料在压入过程中在压头周围所产生的堆积,可以扩展硬度测量的尺度,对于硬度测量的下一步发展具有积极的指导意义。     

基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径自动测量方法研究

介绍了基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径测量装置、测量原理、仪器组成,采用改进的DCT算法实现自动聚焦过程、通过VB调用Matlab制作的COM组件二者混合编程实现软件设计.通过标准刻线尺对压痕直径测量范围长度进行检定校准,在0.1到6mm的测量范围内,压痕直径测量装置的最大允差在±0.5μm.对标准硬度块进行压痕直径测量并带入硬度计算公式进行计算,测量数据与标准值的差值均在±0.5%以内.实验证明,该装置有着良好的测量精度和测量重复性,可以满足布氏硬度测量需求.     

渗硼层表面脆性测量方法探讨

研究了显微硬度压痕法结合声发射技术在渗硼层表面进行脆性检测的可行性。结果表明，渗硼层表面测量的声发射能量累积计数值Ｅｎ与显微硬度压痕负荷Ｐ之间基本保持线性关系，可以用Ｅｎ－Ｐ直线方程的斜率Ｋ值定量表征渗硼层的脆性。渗硼层表面疏松较重，则给这种脆性检测方法带来一定影响。     

共聚焦激光扫描显微镜在微小硬度压痕测量中的应用研究

尝试将共聚焦激光扫描显微镜应用于微小硬度压痕的测量中,不仅可以得到硬度压痕的三维形貌,而且利用共聚焦测量方法高分辨力的特点,解决了小于20μm的微小硬度压痕无法测量的难题;本文给出了测量微小硬度压痕的方法,并给出了具体步骤和实例;用所得到的压痕的三维形貌表征材料在压入过程中在压头周围所产生的堆积,可以扩展硬度测量的尺度,对于硬度测量的下一步发展具有积极的指导意义。     

一种利用磁栅测量的新型显微硬度计

宁夏吴忠微型试验仪器厂近期研制成功的HXC-1000型数字式显微硬度计,在国内首次成功地将磁栅测长技术用于硬度测量,实现了微机处理数据与数字显示,具有国际上八十年代初的水平。通常维氏显微硬度测量,在测得压痕数据后,还有许多繁锁的计算和查表工作,该机使用的数据处理装置与主机配套使用,使数据处理工作自动化,减少了人为过失的机率,大大提高了硬度测试的效率,并为全面实现显微硬度计自动测量、显示开创了新路。     

基于AFM纳米硬度测量系统的实验

为了解决用AFM自身压痕软件进行纳米硬度测量时无法直接获得载荷-压深曲线和由于受到扫描陶管扫描范围的限制而进行多点压痕实验范围有限的问题,建立了三维微动工作台和原子力显微镜相结合的纳米压痕硬度测量系统.基于该系统,对单晶薄膜材料进行了单点压痕实验,得出该系统适合进行纳米硬度测量的结论;并对薄膜材料的纳米硬度和弹性模量进行了分析,讨论了尺寸效应对两者的影响.另外,进行了40×40的点阵压痕实验,得到了材料整个压痕面的三维形貌图和三维硬度图.     

测量抗拉试棒布氏硬度的小夹具

本厂在曲轴的生产过程中,每炉次均浇注抗拉试棒,为了测量试棒的布氏硬度,将抗拉试验后试棒的夹持部分两端车平、磨平(φ25mm×20mm),再进行硬度试验,然后将试样放于圆环(外径φ58mm,内径φ32mm,高20mm)中,用读数显微镜测量压痕直径大     

陶瓷材料维氏压痕形貌仿真与实验分析

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.