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島津SHIMADZU精密自動轉換顯微維氏硬度計的產品特性和工作原理

2025-8-6  閱讀(43)

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?? 一、產品特性

  1. 全自動化操作

    • 試驗力自動轉換:通過軟件或觸摸屏預設載荷(范圍覆蓋0.098mN至19.61N),設備自動切換不同試驗力,適應從超軟到超硬材料的測試需求。

    • 鏡頭與壓頭自動切換:最多支持4個物鏡和2個壓頭(如維氏金剛石壓頭),根據測試條件自動切換,減少人工干預。

    • 連續多點測試:型號(如HMV-G-FA)可編程設定5000個測試點坐標,自動完成大樣本掃描。

  2. 高精度測量系統

    • 光電傳感器測量(G30系列):40倍物鏡下分辨率達0.01μm,有效測量范圍250μm。

    • CCD圖像分析(G21/G31系列):40倍物鏡時分辨率0.09μm,自動捕捉壓痕圖像并計算對角線長度。

    • 壓痕識別技術

    • 位移與載荷控制:DUH-211S型號采用電磁力加載,位移精度0.0001μm,支持動態硬度分析(如彈性模量評估)。

  3. 智能控制與數據處理

    • 交互界面:G30系列配備彩色LCD觸控屏直接設定參數;G21/G31系列通過電腦軟件控制,支持測試條件存儲和壓痕圖像保存。

    • 多硬度標尺兼容:自動計算維氏(HV)、布氏(HB)、努氏(HK)硬度值,并支持洛氏硬度(HRC)換算。

  4. 安全與擴展功能

    • 防碰撞設計:配備物鏡和壓頭保護機制,避免操作失誤導致的損壞。

    • 大行程樣品臺:X/Y方向移動范圍達25–50mm,適應不同尺寸樣品定位。

?? 二、工作原理

  1. 維氏硬度測試基礎
    采用正四棱錐金剛石壓頭(頂角136°)在預設載荷下壓入樣品表面,保持時間可調(0–999秒),卸載后測量壓痕對角線長度,通過公式計算硬度值:

    HV=0.102×Fd2

    其中 F 為試驗力(N), d 為壓痕對角線平均值(mm)

  2. 自動化測試流程
    步驟1:參數設定 → 用戶通過觸屏或軟件選擇載荷、保持時間、測試位置。
    步驟2:自動轉換機構 → 設備切換匹配的物鏡和壓頭,移動樣品臺至目標位置
    步驟3:壓痕生成與測量 → 壓頭加載后,系統通過光學傳感器或CCD攝像頭捕獲壓痕圖像,自動識別對角線并計算硬度值。
    步驟4:數據輸出 → 結果實時顯示,支持導出報告或圖像存檔。

  3. 關鍵技術應用

    • 動態硬度分析(DUH-211S):在壓入過程中實時監測深度與載荷變化,繪制應力-應變曲線,用于評估材料彈塑性

    • 邊緣檢測功能(HMV-G-FA):軟件自動識別樣品邊緣,避免無效測試點

?? 三、應用場景與型號對比

型號核心差異適用場景測量精度
HMV-G30LCD觸控屏+光電傳感器常規金屬/陶瓷薄片、鍍層硬度測試0.01μm(40×物鏡)
HMV-G21/G31電腦控制+CCD圖像分析微小電子元件、醫用植入物研究0.09μm(40×物鏡)
HMV-G-FA全自動樣品臺+5000點連續測試表面硬化層梯度分析、批量質檢0.08μm(40×物鏡)
DUH-211S動態壓入+彈性模量測量薄膜、生物材料、脆性材料力學分析位移精度0.0001μm

?? 四、典型應用領域

  • 微電子工業:集成電路焊點、金屬膜厚度硬度測試

  • 生物醫學:人造牙齒、骨植入物表面硬度評估。

  • 材料研發:陶瓷涂層、工程塑料的耐磨性分析,金屬滲碳層深度檢測

  • 質量控制:硬質合金刀具、精密彈簧鋼絲的批量硬度驗證

島津顯微維氏硬度計通過自動化設計顯著提升測試效率(如HMV-G-FA完成單點測試僅需數秒),其模塊化結構也支持擴展壓頭或傳感器以適應特殊需求


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