陶瓷塗層硬度：鉛筆划痕9H硬度測試

基材上的塗料

塗層通常是指由基材支撐的非常薄的材料層，例如蠟、車漆、金油層、鍍膜以及任何塗在基材上的其他類型的材料。

塗在硬質基材上的塗層自然會增加塗層的硬度。如下圖所示，陶瓷鍍膜在汽車的晶油層上形成一層保護膜，有助於保護表面免受有害的紫外線、花粉、鳥糞、酸雨等損害車漆的外部因素的傷害。

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什麼是硬度？

硬度是當施加壓力時，固體材料對變形的抵抗力。某些材料（例如金屬）比其他材料（例如塑料）硬。原則上，硬度通常以強分子鍵為特徵，但是固體材料在受力作用下的行為要復雜得多。因此，有不同的硬度測量方法：

• 刮痕硬度
• 壓痕硬度
• 回彈硬度。

硬度高度依賴於延展性，彈性剛度，可塑性，應變，強度，韌性，黏彈性和黏度。

刮痕硬度量表類型

在本文中，我們將重點介紹“刮痕硬度”。該測試用於確定材料的硬度，以防刮擦和磨損。

通常，有3個等級用於確定礦物的硬度：

1. 莫氏硬度：它基於相對的划痕硬度，滑石的值為1，金剛石的值為10。它不是線性，而是相對性的，大多數現代研磨料在9到10之間。
2. Ridgway’s 標準：莫氏硬度的改進，將石榴石的硬度定義為10，鑽石的硬度定義為15。
3. Wooddell的比例尺：通過使用抗磨性來擴展Ridgway的比例尺，並根據石英的七個比例和剛玉的九個比例外推，得出南美棕鑽的值為4。

鉛筆硬度量表

莫式硬度（Mohs，Ridgway和Wooddell）不太適合與塗料或薄膜一起使用。因此，建立了以鉛筆硬度標尺測量薄膜的標準化ASTM方法。鉛筆是由石墨製成的，若以莫氏硬度等級來說，僅為1-2H。但可以將“鉛筆硬度”量表視為石墨的詳細硬度量表。

塗料工業已經使用鉛筆硬度測量許多年，以確定透明和有色的有機塗膜的硬度。該測試方法也已用於確定這些塗層的固化，特別是在加熱強制乾燥時。

此測試方法在實驗室的開發工作和生產控制測試中特別有用。應當了解的前提是，使用不同的鉛筆和基板時，在不同實驗室之間獲得的結果可能會有所不同。所以，應盡一切努力使測量工具及採用的技術標準化

還需要注意的是，鉛筆硬度測試只是用於評估鍍膜的眾多測試之一，因此不要完全根據其硬度來判斷鍍膜好壞。

分級鉛筆有硬性和軟性兩種，可以在大多數美術用品或辦公用品店中找到，硬度範圍從10H到9B。“ H”代表硬度，“ B”代表黑色，HB代表硬質和黑色鉛筆。

最硬的是10H，其次是9H，8H，7H，6H，5H，4H，3H，2H和H。然後是最柔軟的HB，B，2B，3B，4B，5B，6B，7B，8B和9B。最常用的書寫鉛筆是＃2（HB級），它相當軟，含有更多的石墨，並留下深色記號。

鉛筆硬度測試如何完成

通常，要測試的鍍膜厚度為25.4-38.1微米（Micron），並乾燥7天後進行測試。測試期間的環境溫濕度也可能影響乾燥時間，並可能影響塗層的硬度。

測試時，選擇一支鉛筆，然後畫一條長約1/2英寸的線。如果鉛筆劃傷了塗​​層的表面，則使用較軟的鉛筆，直到我們獲得第一個不會劃傷鍍膜的鉛筆為止。

重複測試以確保結果可以還原測試結果。還有一些鍍膜非常堅硬，硬到連10H鉛筆都無法刮傷它們-這些鍍膜的測試等級即為10H。

將此圖表僅用作參考。同樣重要的是要了解，任何通用鍍膜的硬度程度可能並不總是相同的。換句話說，如果一家公司的鍍膜硬度為3H，不要假定其他所有品牌的硬度都為3H，並不是這樣；硬度會因製造商而異，因產品而異。

如上所述，鉛筆硬度測試只是評估鍍膜性能的眾多測試之一。其他測試，例如耐磨性，耐反沖擊性，耐直接衝擊性，交叉影線附著力，氧化性，光澤度，耐紫外線性，耐黃變，起泡，乾燥時間，耐化學、溶劑性​​，耐鹽霧性，耐濕性，耐酸鹼性，VOC和HAP含量等對於鍍膜性能也至關重要。

在您開始之前，我將為您提供影片，展示如何在表面上進行鉛筆硬度測試。(影片)