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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陶瓷塗層硬度

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

鉛筆硬度測試

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。

 

陶瓷塗層耐刮擦性10

 

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)

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