材料硬度代表了什么?
在選擇熱塑性彈性體時,材料的相對軟度或硬度往往是首先要考慮的指標(biāo)之一。硬度也與其它重要設(shè)計(jì)特性有關(guān),例如拉伸模數(shù)和撓曲模數(shù)。由于各種不同的測量標(biāo)度以及硬度與其它材料特性的關(guān)系,在討論硬度時可能會產(chǎn)生混淆。
硬度測量
測量橡膠硬度普遍采用的儀器稱為硬度計(jì)。用一個彈簧將一金屬壓頭壓入材料的表面,并測量它能穿入多深。該儀器測量的穿入深度為零至0.1英寸。若標(biāo)尺上的讀數(shù)為零則意味著壓頭穿入了超過測量深度,而讀數(shù)為100則意味著穿入深度為零。
有各種不同硬度范圍的硬度計(jì)。使用普遍的標(biāo)度之一是A級標(biāo)度,使用一種較鈍的壓頭和彈力中等的彈簧。當(dāng)讀數(shù)超過90以上時,A級硬度計(jì)就變得不是很精 確。對于較硬的材料,則使用D級硬度計(jì),因?yàn)樗幸粋€銳利的壓頭和彈力較強(qiáng)的彈簧,可穿入較深的深度。
當(dāng)測量更硬的塑料時,就使用壓頭更銳利和彈力更強(qiáng)的硬度計(jì),例如硬度計(jì)。而在另一端,則使用00級硬度計(jì),以測量軟的凝膠和軟泡沫橡膠。
大多數(shù)材料都能承受的壓力,但隨著時間的推移,因發(fā)生蠕變和松弛而會屈服。硬度計(jì)的讀數(shù)可以即時讀取,也可在某一段特定延遲時間之后讀取,通常是在5至10秒鐘之后讀取。即時讀數(shù)總會顯示出比延遲讀數(shù)較高(或較硬)的讀數(shù)。延遲讀數(shù)不僅對材料的硬度而且對其回彈性而言,均更有代表性。較弱、彈性較差的材料,比較強(qiáng)、較有彈性的材料更容易發(fā)生蠕變。
為了保 證數(shù)據(jù)的有效性,需要有精 確的測試步驟。為了獲得精 確的讀數(shù),必須得有一個表面很平整而且足夠厚的試件,以免結(jié)果受支撐表面的影響。通常所要求的厚度是0.200英寸,但變形較小的硬性材料,當(dāng)厚度較薄時也能精 確地測試。
硬度經(jīng)常會與其它特性混淆,例如撓曲模數(shù)。盡管兩者都反映了產(chǎn)品在用戶手中的感覺,但撓曲模數(shù)代表對撓曲的抵抗能力,而硬度則代表對壓陷的抵抗能力。在某一特定的TPE系列中,這兩種特性是互相關(guān)聯(lián)的。一般而言,當(dāng)硬度值增加時,撓曲模數(shù)也會增加。
此外,在同一TPE系列中,抗蠕變性與抗張強(qiáng)度也有直接關(guān)聯(lián)。這意味著較軟的TPE發(fā)生蠕變的程度將比較硬的材料高,但其抗張強(qiáng)度則較小。摩擦系數(shù)(COF)與硬度成反比關(guān)系。當(dāng)TPE硬度增加時,摩擦系數(shù)通常會減小。
當(dāng)比較各種不同系列的TPE時,除硬度以外還需要比較其它物理特性數(shù)據(jù),以便作出正確的材料選擇。
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