材料及其制品的失效源于微小变形损伤和缺陷,通过压痕和划痕测试,可以获得材料的损伤程度和剩余强度。划痕测试利用划痕器在被测材料表面施加一定的负载,使划痕器在材料表面划过,形成划痕。划痕的深度和宽度与划痕器的负载、材料的硬度和韧性等因素有关。通过观察和测量划痕的形态和深度,可以评估材料的划痕硬度。压痕试验是利用压线刀或压线模,通过压力在板料上压出线痕,或利用滚线轮在板料上滚出线痕的材料实验,以便板料能按预定位置进行弯折成型。压痕/划痕测试技术的发展得益于其高的测试精度和简单的数据分析方法。目前常用的数据处理方法或者反演方法是Oliver&Pharr方法,基于划痕/压痕曲线响应和残余深度,使用OP方法可以反演推导得到材料的硬度和杨氏模量。压痕测试近似一种准静态测试,而划痕测试则与之不同。在划痕过程中,刚性压头沿着试件表面进行动态滑动。目前,划痕测试被认为更适合测量具有时间和应变率依赖行为材料的力学属性,比如聚合物,并被广泛应用到薄膜材料、表面涂层 材料、生物材料、高聚物等材料的摩擦、磨损性能研究中。另外由于划痕过程的复杂性,许多潜在的因素将影响划痕过程,比较典型的有加载条件、材料特性、压头参数和划入角度等。这些因素将导致划痕过程中可能出现不同的裂纹形成和扩展模式。
参考文献:黄虎. 压痕/划痕测试若干理论与基于自制仪器的试验研究[D].吉林大学,2014.
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