实验七塑料邵氏硬度测定
一、实验目的
1. 了解塑料硬度的概念及表示方法；
2. 掌握邵氏硬度测量的基本原理及测量方法。
二、实验原理
硬度是物质保持其本身形状不变的性质。塑料的硬度通常是指塑料材料抵抗一种视为不发生弹性和塑性变形的刚性物质对它压入力的能力，其数值大小可认为是塑料软硬程度有条件的定量反映。塑料硬度虽然没有像金属材料硬度与其它力学性能之间有固有的对应关系，但是硬度仍然是材料研究质量控制和产品检验等的一项重要指标。
硬度测试的方法很多，按加载方式的不同可分为动载法和静载法两种，其中静载法较为常用。塑料硬度测量过去大都借用金属材料硬度测试方法，如布氏，洛氏，维氏，巴氏和邵氏等。这些方法的基本原理都是用一定直径得到钢球或钢针压痕器，平稳地压入式样，卸载后用压痕面积或压痕深度或穿透能力来表征材料硬度的大小。塑料与金属材料不同，金属材料在硬度测试卸载后，压痕的恢复可以忽略不计，而塑料由于具有高分子材料的粘弹及松弛特性，其卸载后的弹性恢复是不可忽略的。因此，用金属硬度计测量塑料的硬度是不科学的，由此也就提出了塑料及其它高分子材料在载荷作用下直接测量压痕的硬度的测定的方法。
邵氏硬度计，是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点，产品符合GB/T531-1999及其它相关标准的要求，既可以随身携带手持测量，也可以装置在配套的邵氏硬度计测试机架上使用。邵氏硬度计是将规定形状的压针在标准的弹簧力下压入试样，把压针压入试样的深度转换为硬度值。
邵氏硬度计有指针式和数显式两种，型号有邵氏A型、C型和D型，其区别在于测量硬度范围不同。
1. 邵尔A型硬度计，主要用于塑料合成橡胶及其他相关化工制品（皮革、多元脂、蜡等硬度）的硬度测量，用HA表示。
2. 邵氏C型硬度计是测定压缩率为 50% 时应力为 0.5kg/cm2以上的含有发泡济制成的橡塑微孔材料硬度，也可用于类似硬度的其他材料，用HC表示。
3. 邵尔D型硬度计适用于一般硬橡胶、硬树脂、压克力、玻璃、热塑性塑胶、印刷板、纤维等高硬度材料的硬度测试，用HD表示。
A型和D型邵氏硬度计主要由读数度盘、压针、下压板及压针施加压力的弹簧组成。压针的尺寸及其精度如图4-10所示。
图4-10 邵氏A型和D型硬度计压针
a－；b－；c―；
d―；r―
(1) 读数度盘度盘为100分度，每一分度相当于一个邵氏硬度值。当压针端部与下压板处于同一平面时，即压针无伸出，硬度计度盘指示为100，当压针端部距离下压板2.50 ± 0.04mm时，即压针完全伸出，硬度计度盘应指示为0。
(2) 压力弹簧压力弹簧对压针所施加的力应与压针伸出压板位移量有恒定的线性关系。其大小与硬度计所指刻度的关系如下式所示：
A型硬度计：
或
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