橡膠特性的最為廣泛測量(doc 7頁).doc

1、 硬度是用來表征橡膠特性的最為廣泛測量的性能之一。IRHD(國際橡膠硬度)硬度標度和邵爾硬度標度被廣泛地使用。兩種硬度計都有幾種類型一IRHD微型硬度標度靜負荷硬度標度和邵爾A硬度標度在橡膠中最為常用，兩種方法在國際標準中都有敘述。兩種試驗方法采用完全不同的壓頭幾何形狀、作用力、試驗時間和程序 IRHD試驗通常為非破壞性的，并且正因如此而作為成品檢驗的首選方法。試驗要花35秒鐘。相反，邵爾硬度法則常常是破壞性的(會留下永久的壓痕)，但試驗僅在13秒鐘。 大多數的IRHD硬度標度和邵爾硬度標度都有臺式的和手握式的兩種型式。IRHD靜負荷硬度與微型硬度存在對應關系。一：IRHD硬度 現在使用的IR

2、HD法有4種：常規(guī)硬度試驗(靜負荷)、高硬度試驗、低硬度試驗和微型試驗。常規(guī)試驗用于大于或等于4ram厚的樣品，并且最好用于在3585IRHD范圍內的橡膠(但可有保留地用于3095IRHD的范圍內)。高硬度試驗用于與常規(guī)試驗尺寸相同的樣品，但范圍為85100IRHD。低硬度試驗用于大于或等于6ram厚的試驗樣品，且硬度范圍在1035IRHD。微型試驗的樣品厚度小于4mm，且用于在3585IRHD范圍內的橡膠(但可有保留地用于3095IRHD的范圍內)。所有的4種方法均采用球形針式壓頭。各方法之間的球形壓頭和測足的尺寸各不相同 對于常規(guī)試驗、高硬度和低硬度試驗，作用力是相同的，只有微型試驗需要施

3、加較小的力。值得注意的是IRHD的標度是非線性的。IRHD法是以靜負荷(重量)的使用為基礎的 在83N(靜負荷)的力下，對微型硬度試驗機而言則是在235mN的力下，用測足來對樣品進行定位。然后施加03N(靜負荷)或83raN(微型硬度試驗機)的基本負荷，經過5秒鐘。給出基準點的位置。隨后再施加54N(靜負荷)或145mN(微型)的補充負荷并持續(xù)30秒。測量從基準點開始所增加的位移并轉換成IRHD值(在標準中規(guī)定為非線性標定)。(常規(guī))靜負荷的滿刻度位移為I-8ram；微型的為03ram。二：SHORE硬度 硬度試驗機的邵爾硬度范圍包括有8種標度類型：A、B、C、 D、DO、O、OO和M 這些用

4、于測量范圍較寬的材料。A型標度用于軟的橡膠和彈性體，而c型用于中硬度級的橡膠和塑料；兩種類型均采用平頭錐形壓頭。A型是最常用于橡膠的標度。B型用于中等硬度橡膠的測量，而D型用于硬橡膠和塑料的測量這兩種均采用30。的壓頭。DO型用于非常密實的成卷織物、0 型用于軟橡膠和中密度的織物，而OO型則用于低密度的成卷織物和海綿。這三種是采用332英寸的球形端點壓頭。所有的類型都要求樣品的厚度要大于6ram。M 型用來測定硬度在2090范圍內的不規(guī)則的和薄的橡膠。并采用非常小的圓形針式壓頭。盡管在厚度降至壓頭能穿透樣品時，承載臺就會開始影響數據，較薄的樣品還是可以使用。各種硬度計聞的彈簧彈力是不同的。A型

5、、B型和0型采用的是相同的彈簧彈力建議對這些硬度計施加相當于lkg的力，以便確保能夠重復地克服彈簧彈力。(注意德國標準采用127kg的力及較小的壓頭尺寸公差)。c型、D型和DO型采用同樣的彈簧需要相當于5kg的力來克服該彈力。OO型采用了不同的彈簧，需要400g的力 M 型通常是提出一個適于克服所標定的彈簧彈力的力。所有的邵爾標度均為線性的。 邵爾硬度采用標定好了的彈簧。例如：A型的彈力從O5N到81N不等(高于滿位移)而M 型則從03N到08N不等。壓力器的測足所施加的力足以克服彈簧的彈力。一旦壓力器的測足接觸到樣品，在預定的停留時間之后，壓痕的深度就被記錄下來；ASTM 標準的停留時聞為1

6、秒和3秒。由于在1秒鐘后讀數通常還會有明顯的變化。DIN標準的停留時間則采用了3秒鐘。力隨著壓頭的位移呈線性增長(對于A型標度而言，滿刻度為125mm)。厚度的影響IRHD靜負荷試驗所用的樣品厚度對結果的影響比邵爾A硬度的樣品厚度對結果的影響要大.彎曲表面的影響在測量彎曲試樣時，tRHD靜負荷硬度計、微型硬度計和邵爾A型硬度計產生了較為平坦的曲線，意殊著這些硬度計并不太苛求地依賴于準確的試樣定位溫度的影響溫度升高大約10，對于較硬的天然膠試樣似乎僅對邵爾A型硬度造成了較大的差別 而采用1RHD靜負荷硬度計則幾乎沒有什么差別.什么是橡膠的硬度？橡膠的硬度是指硫化橡膠在給定的條件下抵抗剛性測量器具

7、探頭壓入的性能。 邵爾硬度是試樣受測量器具鈍針壓入時，鈍針陷入試樣表面凹陷深淺的程度，并由測量器具指針所表示的度數（或讀數）來表示。 橡膠國際硬度是在一定條件下，使用特定的壓入器（測量鋼球）在一個小的接觸壓力和一個大的總壓力的作用下，壓入橡膠的深度差值。橡膠國際硬度（IRHD)是以這個差值，利用壓入深度差值D和橡膠國際硬度值的關系表（下表或根據此表制作的曲線來求得，或者由以橡膠國際硬度為單位的刻度盤來直接讀數。 表：壓入深度差值D和橡膠國際硬度值的關系表 D/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHD01004872.29650.214436.

8、911004971.69749.814536.7299.950719849.514636.5399.85170.49949.114736.2499.65269.810048.814836599.35369.310148.514935.86995468.710248.115035.6798.65568.210347.815135.4898.15667.610447.515235.2997.75767.110547.1153351097.15866.610646.815434.81196.5596610746.515534.61295.96065.510846.215634.41395.36165

9、10945.915734.21494.76264.511045.6158341594636411145.315933.81693.46463.51124516033.61792.7656311344.716133.418926662.511444.416233.21991.3676211544.1163332090.66861.511643.816432.82189.8696111743.516532.62289.27060.611843.316632.42388.57160.11194316732.32487.87259.712042.716832.12587.17359.212142.51

10、6931.92686.47458.812242.217031.72785.77558.312341.917131.628857657.912441.717231.42984.37757.512541.417331.23083.6785712641.117431.13182.97956.612740.917530.93282.28056.212840.617630.73381.58155.812940.417730.53480.98255.413040.117830.43580.2835513139.917930.23679.58454.613239.6180303778.98554.21333

11、9.43878.28653.813439.13977.68753.413538.94077885313638.74176.48952.713738.44275.89052.313838.24375.29152139384474.59251.614037.84573.99351.214137.54673.39450.914237.34772.79550.514337.1在橡膠國際硬度的測試及換算中，壓入的深度差與橡膠國際硬度之間的關系如下： 1)對于完全彈性的各向同性材料，壓入深度P（以0.01mm為1個單位）和楊氏彈性模量E(以NN/m2表示）之間的已知關系是F/E=0.0038R0.65P1

12、.35(該公式為近似表達式） 式中P-壓人深度（mm）； F-壓人力(N) R-鋼球的半徑（mm）； E-楊氏模量（MN/m2)。 2)使用下圖所示的正態(tài)誤差積分曲線表示1gE和和橡膠國際硬度的關系。此曲線表明了兩點： (1)相應于曲線中點的值等于0.364MN/m2(MPa）； (2)曲線的最大斜率：57IRHD/1gE單位增量。 1gE（MN/m2） 圖：1gE和IRHD的關系曲線 此外，IRHD的刻度是這樣規(guī)定的，當IRHD數值等于0時，表示橡膠的楊氏彈性模量為0；當IRHD數值等于100時，則表示橡膠的楊氏彈性模量為無限大。因此，橡膠國際硬度的增量總是近似地表示相同比例的楊氏彈性模量的增長，對