橡膠特性的最為廣泛測(cè)量

1、  硬度是用來(lái)表征橡膠特性的最為廣泛測(cè)量的性能之一。IRHD(國(guó)際橡膠硬度)硬度標(biāo)度和邵爾硬度標(biāo)度被廣泛地使用。兩種硬度計(jì)都有幾種類(lèi)型一IRHD微型硬度標(biāo)度靜負(fù)荷硬度標(biāo)度和邵爾A硬度標(biāo)度在橡膠中最為常用，兩種方法在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中都有敘述。兩種試驗(yàn)方法采用完全不同的壓頭幾何形狀、作用力、試驗(yàn)時(shí)間和程序 IRHD試驗(yàn)通常為非破壞性的，并且正因如此而作為成品檢驗(yàn)的首選方法。試驗(yàn)要花35秒鐘。相反，邵爾硬度法則常常是破壞性的(會(huì)留下永久的壓痕)，但試驗(yàn)僅在13秒鐘。    大多數(shù)的IRHD硬度標(biāo)度和邵爾硬度標(biāo)度都有臺(tái)式的和手握式的兩種型式。IRHD靜負(fù)荷硬度與微型硬度存在對(duì)應(yīng)

2、關(guān)系。一：IRHD硬度    現(xiàn)在使用的IRHD法有4種：常規(guī)硬度試驗(yàn)(靜負(fù)荷)、高硬度試驗(yàn)、低硬度試驗(yàn)和微型試驗(yàn)。常規(guī)試驗(yàn)用于大于或等于4ram厚的樣品，并且最好用于在3585IRHD范圍內(nèi)的橡膠(但可有保留地用于3095IRHD的范圍內(nèi))。高硬度試驗(yàn)用于與常規(guī)試驗(yàn)尺寸相同的樣品，但范圍為85100IRHD。低硬度試驗(yàn)用于大于或等于6ram厚的試驗(yàn)樣品，且硬度范圍在1035IRHD。微型試驗(yàn)的樣品厚度小于4mm，且用于在3585IRHD范圍內(nèi)的橡膠(但可有保留地用于3095IRHD的范圍內(nèi))。所有的4種方法均采用球形針式壓頭。各方法之間的球形壓頭和測(cè)足的尺寸各不相同 對(duì)于

3、常規(guī)試驗(yàn)、高硬度和低硬度試驗(yàn)，作用力是相同的，只有微型試驗(yàn)需要施加較小的力。值得注意的是IRHD的標(biāo)度是非線性的。IRHD法是以靜負(fù)荷(重量)的使用為基礎(chǔ)的 在83N(靜負(fù)荷)的力下，對(duì)微型硬度試驗(yàn)機(jī)而言則是在235mN的力下，用測(cè)足來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行定位。然后施加03N(靜負(fù)荷)或83raN(微型硬度試驗(yàn)機(jī))的基本負(fù)荷，經(jīng)過(guò)5秒鐘。給出基準(zhǔn)點(diǎn)的位置。隨后再施加54N(靜負(fù)荷)或145mN(微型)的補(bǔ)充負(fù)荷并持續(xù)30秒。測(cè)量從基準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始所增加的位移并轉(zhuǎn)換成IRHD值(在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為非線性標(biāo)定)。(常規(guī))靜負(fù)荷的滿刻度位移為I-8ram；微型的為03ram。二：SHORE硬度   

4、 硬度試驗(yàn)機(jī)的邵爾硬度范圍包括有8種標(biāo)度類(lèi)型：A、B、C、 D、DO、O、OO和M 這些用于測(cè)量范圍較寬的材料。A型標(biāo)度用于軟的橡膠和彈性體，而c型用于中硬度級(jí)的橡膠和塑料；兩種類(lèi)型均采用平頭錐形壓頭。A型是最常用于橡膠的標(biāo)度。B型用于中等硬度橡膠的測(cè)量，而D型用于硬橡膠和塑料的測(cè)量這兩種均采用30。的壓頭。DO型用于非常密實(shí)的成卷織物、0 型用于軟橡膠和中密度的織物，而OO型則用于低密度的成卷織物和海綿。這三種是采用332英寸的球形端點(diǎn)壓頭。所有的類(lèi)型都要求樣品的厚度要大于6ram。M 型用來(lái)測(cè)定硬度在2090范圍內(nèi)的不規(guī)則的和薄的橡膠。并采用非常小的圓形針式壓頭。盡管在厚度降至壓頭能穿透樣

5、品時(shí)，承載臺(tái)就會(huì)開(kāi)始影響數(shù)據(jù)，較薄的樣品還是可以使用。各種硬度計(jì)聞的彈簧彈力是不同的。A型、B型和0型采用的是相同的彈簧彈力建議對(duì)這些硬度計(jì)施加相當(dāng)于lkg的力，以便確保能夠重復(fù)地克服彈簧彈力。(注意德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用127kg的力及較小的壓頭尺寸公差)。c型、D型和DO型采用同樣的彈簧需要相當(dāng)于5kg的力來(lái)克服該彈力。OO型采用了不同的彈簧，需要400g的力 M 型通常是提出一個(gè)適于克服所標(biāo)定的彈簧彈力的力。所有的邵爾標(biāo)度均為線性的。    邵爾硬度采用標(biāo)定好了的彈簧。例如：A型的彈力從O5N到81N不等(高于滿位移)而M 型則從03N到08N不等。壓力器的測(cè)足所施加的力足以克

6、服彈簧的彈力。一旦壓力器的測(cè)足接觸到樣品，在預(yù)定的停留時(shí)間之后，壓痕的深度就被記錄下來(lái)；ASTM 標(biāo)準(zhǔn)的停留時(shí)聞為1秒和3秒。由于在1秒鐘后讀數(shù)通常還會(huì)有明顯的變化。DIN標(biāo)準(zhǔn)的停留時(shí)間則采用了3秒鐘。力隨著壓頭的位移呈線性增長(zhǎng)(對(duì)于A型標(biāo)度而言，滿刻度為125mm)。厚度的影響IRHD靜負(fù)荷試驗(yàn)所用的樣品厚度對(duì)結(jié)果的影響比邵爾A硬度的樣品厚度對(duì)結(jié)果的影響要大.彎曲表面的影響在測(cè)量彎曲試樣時(shí)，tRHD靜負(fù)荷硬度計(jì)、微型硬度計(jì)和邵爾A型硬度計(jì)產(chǎn)生了較為平坦的曲線，意殊著這些硬度計(jì)并不太苛求地依賴于準(zhǔn)確的試樣定位溫度的影響溫度升高大約10，對(duì)于較硬的天然膠試樣似乎僅對(duì)邵爾A型硬度造成了較大的差別

7、而采用1RHD靜負(fù)荷硬度計(jì)則幾乎沒(méi)有什么差別.什么是橡膠的硬度？    橡膠的硬度是指硫化橡膠在給定的條件下抵抗剛性測(cè)量器具探頭壓入的性能。     邵爾硬度是試樣受測(cè)量器具鈍針壓入時(shí)，鈍針陷入試樣表面凹陷深淺的程度，并由測(cè)量器具指針?biāo)硎镜亩葦?shù)（或讀數(shù)）來(lái)表示。     橡膠國(guó)際硬度是在一定條件下，使用特定的壓入器（測(cè)量鋼球）在一個(gè)小的接觸壓力和一個(gè)大的總壓力的作用下，壓入橡膠的深度差值。橡膠國(guó)際硬度（IRHD)是以這個(gè)差值，利用"壓入深度差值D和橡膠國(guó)際硬度值的

8、關(guān)系表（下表或根據(jù)此表制作的曲線來(lái)求得，或者由以橡膠國(guó)際硬度為單位的刻度盤(pán)來(lái)直接讀數(shù)。 表：壓入深度差值D和橡膠國(guó)際硬度值的關(guān)系表   D/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHDD/0.01mmIRHD01004872.29650.214436.911004971.69749.814536.7299.950719849.514636.5399.85170.49949.114736.2499.65269.810048.814836599.35369.310148.514935.86995468.710248.115035.6798.65568.2

9、10347.815135.4898.15667.610447.515235.2997.75767.110547.1153351097.15866.610646.815434.81196.5596610746.515534.61295.96065.510846.215634.41395.3616510945.915734.21494.76264.511045.6158341594636411145.315933.81693.46463.51124516033.61792.7656311344.716133.418926662.511444.416233.21991.3676211544.1163

10、332090.66861.511643.816432.82189.8696111743.516532.62289.27060.611843.316632.42388.57160.11194316732.32487.87259.712042.716832.12587.17359.212142.516931.92686.47458.812242.217031.72785.77558.312341.917131.628857657.912441.717231.42984.37757.512541.417331.23083.6785712641.117431.13182.97956.612740.91

11、7530.93282.28056.212840.617630.73381.58155.812940.417730.53480.98255.413040.117830.43580.2835513139.917930.23679.58454.613239.6180303778.98554.213339.43878.28653.813439.13977.68753.413538.94077885313638.74176.48952.713738.44275.89052.313838.24375.29152139384474.59251.614037.84573.99351.214137.54673.

12、39450.914237.34772.79550.514337.1    在橡膠國(guó)際硬度的測(cè)試及換算中，壓入的深度差與橡膠國(guó)際硬度之間的關(guān)系如下：      1)對(duì)于完全彈性的各向同性材料，壓入深度P（以0.01mm為1個(gè)單位）和楊氏彈性模量E (以NN/m2表示）之間的已知關(guān)系是                  F

13、/E=0.0038R0.65P1.35(該公式為近似表達(dá)式） 式中P-壓人深度（mm）；       F-壓人力(N)       R-鋼球的半徑（mm）；       E-楊氏模量（MN/m2)。     2)使用下圖所示的正態(tài)誤差積分曲線表示1gE和和橡膠國(guó)際硬度的關(guān)系。此曲線表明了兩點(diǎn)：       (1)相應(yīng)于

14、曲線中點(diǎn)的值等于0.364MN/m2 (MPa）；       (2)曲線的最大斜率：57IRHD/1gE單位增量。                1gE（MN/m2）    圖：1gE和IRHD的關(guān)系曲線     此外，IRHD的刻度是這樣規(guī)定的，當(dāng)IRHD數(shù)值等于0時(shí)，表示橡膠的楊氏彈性模量為0；當(dāng)IRHD數(shù)值等于

15、100時(shí)，則表示橡膠的楊氏彈性模量為無(wú)限大。因此， 橡膠國(guó)際硬度的增量總是近似地表示相同比例的楊氏彈性模量的增長(zhǎng)，對(duì)于高彈性橡膠，橡膠國(guó)際硬度和邵爾A型硬度的數(shù)值大致相同。     邵爾A(Shore A）型硬度用來(lái)測(cè)定高彈性橡膠的硬度，而邵爾D(Shore D)型硬度則是用來(lái)測(cè)定硬質(zhì)橡膠的硬度。     通常，彈性橡膠的硬度可以采用以下幾種寫(xiě)法來(lái)表示：     橡膠硬度：邵爾（A）60±5；        橡膠硬度（邵爾A）：60±5；  &#