マイクロビッカース硬度計材料のミクロ領域の硬度を測定するための精密機器であり、金属、セラミックス、半導体、薄膜、コーティング及び複合材料などの分野の科学研究と品質制御に広く応用されている。その動作原理はビッカース硬度試験法に基づいており、すなわち特定の荷重の下でダイヤモンドの正四角錐圧子を試料表面に圧入し、一定時間保持した後に荷重を除去し、光学系を通じて圧痕対角線長を測定し、さらにビッカース硬度値(HV)を算出した。その打痕が小さく、精度が高いため、特に薄層、微細部品または組織構造不均一材料の硬度分析に適している。
顕微ビッカース硬度計は通常、高倍率光学顕微鏡、精密ステージ、自動ローディングシステム、画像解析ソフトウェアを搭載している。試験荷重範囲は一般的に1 gfから2000 gf(グラム)であり、一部の高d機種はより小さなマイクロ牛レベルの荷重を実現し、ナノスケールの材料研究ニーズを満たすことができる。計器は良好な繰り返し性と正確性を備え、材料の局所力学性能を効果的に反映することができ、金相分析、失効分析、技術最適化などの仕事の中で不可欠なツールである。
マイクロビッカース硬度計の操作ガイド:
一、操作前準備
サンプル準備
サンプルの表面が清潔で、平らで、油汚れ、酸化層、傷がないことを確保する。不規則なサンプルの場合は、クランプを使用して固定する必要があります。
試料の寸法は設備の要求に合致しなければならない。通常、試料の許容最大高さは70 mm、圧子中心から機械壁までの最大距離は95 mmである。
設備検査
電源コードとプラグが完全であるかどうかを検査し、接触不良や破損を避ける。
本体、十字試験台、マイクロ接眼鏡、分銅(あれば)、CCDカメラ(オプション)などの設備部品がそろっていることを確認する。
環境要件
操作環境は強振動、強磁場干渉がなく、温度が安定し、直射日光を避けるべきである。
二、設備の設置と調整
ボディアセンブリ
硬度計本体を頑丈なテーブルに置き、上部カバーと防振ネジを取り外します。
分銅を取り付ける(設備が手動でロードする必要がある場合):分銅カバーを開け、分銅を分銅軸に順次取り付け、差込ピンがV溝に固定されることを確保する。
十字試験台の取り付け:昇降スクリューに固定し、六角穴付きネジで締め付ける。
マイクロ接眼レンズの取り付け:本体接眼レンズの穴に挿入し、設置場所を確保する。
光源と撮像調整
電源スイッチをオンにすると、LEDと光源ランプが点灯します。
操作パネルを通じて光源の強度を調整し、視野の明るさが適切であることを確保する。
顕微鏡の焦点調整つまみを回転させ、画像を鮮明にする。イメージがぼやけているか、半分はっきり半分ぼやけている場合は、電球の中心位置を調整する必要があります。
圧子と対物レンズの切り替え
対物レンズ、圧子変換ハンドルを回転させ、40倍対物レンズを本体前方位置(測定状態)、または10倍対物レンズ(観察状態)にする。
圧子先端と焦点平面の隙間が約0.4-0.5 mmであることを確保し、不規則なサンプルを測定する際に圧子が衝突して破損することを避ける。
三、パラメータ設定
しけんりょくせんたく
試験力変換ハンドルを回転させ、適切な荷重(例えば0.098 N、0.246 N、0.49 Nなど)を選択し、回転時にゆっくりと衝撃を防止する必要がある。
試験力の選択根拠:試料の厚さは少なくとも打痕対角線の平均長さの1.5倍であり、試験後の裏面には視認変形がなかった。
保荷時間設定
操作パネルから試験力の遅延保荷時間(通常5~60秒)を入力し、「+」または「-」キーを押して調整します。
測定モード選択
必要に応じてVickers(HV)またはKnows(HK)硬度試験法(デバイスサポートなど)を選択します。
単一測定(Single)または連続測定モードを選択します。
四、硬度試験フロー
サンプル位置決め
試料を十字試験台に置き、スピンホイールを回して試験台を上昇させた。
目はマイクロ接眼鏡に接近して観察し、試料が対物レンズの下端から2 ~ 3 mm離れると、ゆっくりと画像形成がはっきりするまで上昇し、焦点を合わせることができた。
ロードと保荷
操作パネル「START」ボタンを押すと、設備に試験力が自動的にロードされ、ロードランプが点灯する。
保荷段階では、遅延ランプが点灯し、LCD画面にはカウントダウンで残り時間が表示されます。
遅延が完了すると、デバイスは自動的にアンインストールされ、アンインストールLEDが点灯します。アンインストールが完了するまでプラグを回転させて変換ハンドルを測定しないでください。精度に影響を与えないようにしてください。
インデンテーション測定
ハンドルを切り替えて40倍対物レンズを前方にし、マイクロ接眼レンズでインデンテーション対角線長を測定する:
マイクロ接眼鏡の右側ドラムホイールを時計回りに回転させ、2つの目盛線を光ギャップのない臨界状態に近づけ、「CL」キーを押してクリアする。
左側ドラムホイールを回して左刻線をインデンテーションの隅に合わせ、右側ドラムホイールを回して右刻線を別の隅に合わせ、測定ボタンを押してデータを入力すると、LCD画面に対角線の長さ(D 1)が表示されます。
接眼レンズを90度回転させ、上記の手順を繰り返して別の対角線を測定する(D 2)。
デバイスは硬度値を自動的に計算し、(HVまたはHK)を表示します。
結果の記録と繰り返しテスト
硬度値及び試験パラメータ(試験力、保荷時間、打痕寸法)を記録した。
各サンプルは少なくとも3回の独立測定を行い、最終結果として平均値を取った。
測定結果が満足していない場合は、テストを繰り返したり、リセットキーを押して再試験したりすることができます(マイクロ接眼レンズの刻みを再クリアする必要があります)。
五、操作後処理
データ出力
LCD画面に測定回数N≧1が表示されたら、印刷キーを押して試験結果を出力する(s回の試験結果は印刷しない)。
コンピュータに接続する必要があれば、CCDカメラとデータ線を通じてデータを転送し、専用ソフトウェアを用いて分析する。
デバイスリセット
電源を切り、サンプルを取り外します。
機器の表面、特にレンズとヘッド部をクリーニングし、ほこりの蓄積を回避します。
対物レンズ、圧子を安全な位置に変換し、衝突を防止します。
メンテナンス
日常清掃:毎回使用後に清潔な柔らかい布で設備を拭く。
定期的な較正:標準硬度ブロックを使用して、毎年少なくとも1回較正する。
潤滑保守:説明書に従って潤滑が必要な部位に適量の潤滑油を添加する。
ソフトウェア更新:メーカーが発表したソフトウェア更新情報に注目し、定期的に制御ソフトウェアをアップグレードする。