雖然(ran)UCI和(he)(he)回彈法(fa)均已在(zai)現(xian)場成功使(shi)用(yong)并解決了(le)(le)許(xu)多現(xian)場硬度(du)測試(shi)應用(yong),但是在(zai)被(bei)測材(cai)料的(de)(de)(de)(de)種類,尺寸和(he)(he)重量方面(mian)(mian)分別存在(zai)局限性。此外(wai),由(you)于(yu)楊(yang)氏(shi)模量的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,大多數傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)測試(shi)方法(fa)在(zai)沒有首先校(xiao)準(zhun)或調整儀器的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下不(bu)允許(xu)測量不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料。 貫穿鉆(zhan)石(shi)(shi)技術(TDT)技術的(de)(de)(de)(de)創新之處在(zai)于(yu)對維氏(shi)鉆(zhan)石(shi)(shi)壓(ya)痕(hen)的(de)(de)(de)(de)評估,該壓(ya)痕(hen)評估是通過使(shi)用(yong)CCD相(xiang)機查(cha)看維氏(shi)鉆(zhan)石(shi)(shi)進行的(de)(de)(de)(de)。為此,必須使(shi)用(yong)幾何(he)排列的(de)(de)(de)(de)發光二極管(LED)照(zhao)亮鉆(zhan)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)內表面(mian)(mian)。 為了(le)(le)獲得壓(ya)痕(hen)圖像(xiang)的(de)(de)(de)(de)最高分辨率,必須使(shi)LED光的(de)(de)(de)(de)波長(chang)與CCD芯片的(de)(de)(de)(de)光譜靈敏度(du)特性相(xiang)匹配。開(kai)發了(le)(le)一(yi)種特殊的(de)(de)(de)(de)透(tou)鏡(jing)系統(tong),并針(zhen)對LED進行了(le)(le)調整,以確保最大的(de)(de)(de)(de)分辨率。壓(ya)痕(hen)的(de)(de)(de)(de)計算(suan)機輔助(zhu)評估和(he)(he)對角(jiao)線(xian)長(chang)度(du)的(de)(de)(de)(de)確定(ding)分三(san)個步(bu)驟進行。第一(yi)步(bu)是確定(ding)壓(ya)痕(hen)的(de)(de)(de)(de)大致位置。之后,通過應用(yong)合適的(de)(de)(de)(de)“過渡(du)濾鏡(jing)”來確定(ding)任何(he)灰度(du)過渡(du),來確定(ding)凹痕(hen)邊界(jie)的(de)(de)(de)(de)確切路(lu)線(xian)是在(zai)本地附近(所謂的(de)(de)(de)(de)關注(zhu)區(qu)域(yu))。最后根(gen)據維氏(shi)的(de)(de)(de)(de)定(ding)義,使(shi)用(yong)計算(suan)出的(de)(de)(de)(de)邊界(jie)和(he)(he)維氏(shi)鉆(zhan)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)的(de)(de)(de)(de)交點確定(ding)壓(ya)痕(hen)表面(mian)(mian)和(he)(he)對角(jiao)線(xian)。
實際應用:基于PC的TDT系統由手持PC和TDT探頭組成。儀器和探頭之間的接口可作為探頭的電源以及所有控制功能的連接器。該接口還將BAS信號從CCD攝像機饋送到圖像采集卡。使用專用軟件可以評估數據,測量對角線并計算硬度值。可以顯示鉆石的實時圖像,從而可以查看鉆石的壓痕過程,即通過施加硬度測試負載來增加壓痕的過程。它還可以分別對鉆石和鉆石的壓痕進行原位質量表征。 根據分辨率和硬度測試負載,可以分析不同的硬度范圍。測試負載為50 N的標準TDT探頭的測量范圍約為100 HV5至900 HV5。對于較軟的材料,必須施加較低的硬度測試負荷。 原則上,只要硬度值在用于測量的TDT探頭的范圍內,就可以測試所有類型的材料。 圖1:通過TDT硬度測試測量在a)鋼b)盤繞鋼c)鐵氟龍和d)陶瓷(Al2O3)上獲得的典型維氏鉆石壓痕。 圖1顯示了TDT儀器在不同的硬度測試材料上獲得的一些典型的維氏鉆石壓痕。例如,TDT允許確定散裝材料的硬度,能夠測量線圈上的硬度,并為諸如高科技材料的新應用打開了現場硬度檢測,陶瓷或橡膠和塑料。

