刮痕硬度

簡介

刮痕(Scratch)硬度是指材料對另一種材料刻劃的阻抗能力，用於塑膠測試的是比爾巴姆( Bierbaum)試驗法。用正方體的鑽石的尖角對準試樣，以3g重負荷刻劃試樣，用負荷除以抓痕寬度的平方表示其硬度，也有採用不同硬度鉛筆刻劃試樣的柯氏( Kohinoor)試驗法。

刮痕試驗涉及到用已知正應力把一個剛硬物體或者精磨的針狀物壓入聚合物內，然後物體橫向移動，從而使聚合物表面變形以致破壞，見下圖。

最簡單的測試涉及到增大刻痕計壓桿上的負荷，或者提高壓桿硬度到產生刮痕為止；測量標準負荷或者硬度的壓針產生的刮痕寬度，或者測量由標準壓桿產生的霧度。伴隨這類測試出現的問題同用壓痕硬度測試時的一樣：測試結果依賴於模量、屈服應力、聚合物的恢復時間，以及表面潤滑狀況和探針速度。

應該考慮的另一個特點是刮痕測試所模擬的破壞機理。例如，使用有足夠正載荷的柱形探針(如紙夾末端之類)使塑膠經歷不可逆的變形，也可能產生刮痕或者刻痕。最耐這些刮削的材料是模量高的材料以及兼具有低模量與大恢復的材料。耐刮痕塗料便屬其中之一。

用裁斷工具(如小刀)，只要剪下作用力超過聚合物的剪下應力，就會產生刮痕，並且出現局部斷裂。後者的機理同機械切削有點類似。其時，材料的韌度和抗撕裂性至關重要。使用某些“標準。工具時涉及的刮痕機理，按照工具的銳度、幾何形狀、角度，等等，不難看到會從撕裂移向可逆變形。

馬騰斯式是用圓錐頂角為90°的鑽石壓於待刮刻試樣表面，將刮痕寬度達0.01mm以上時的荷重作為硬度值，以克為單位表示。

比阿蒙式是在鑽石壓子上載上重錘，使試樣水平運動，以在試樣表面上切出溝槽，測定槽的寬度，按下式計算：

刮痕硬度(BSH)=負荷(kg)/刮痕寬度(mm)