蓝宝石腕表玻璃硬度测试

蓝宝石镜面是经过人工压缩合成的一种晶体镜面，它的优点是密度高，不易出现划痕。蓝宝石玻璃表镜的硬度仅次于金刚石硬度，硬度为2200-2300域氏（钢硬度的七倍），莫氏硬度9，具有硬度好，光通性好，磨擦力小，耐高温，比水晶玻璃镜面和合成玻璃镜面具有更高的耐磨性。用它做手表镜面，其密封性、强度和抗震性都比其他材料要好，因此，蓝宝石镜面已经成为顶级手表的一个标识符，它的价格昂贵当然也是意料之中的事情。

 

如果是正规品牌手表，蓝宝石玻璃一般都会打印在手表的表盘或者后盖上面，用英文SAPPHIRE或Sapphire Crystal表示。但是它也有缺点，就是不防震，不宜磕碰、重压、重摔等不适当的操作。和玻璃一样，它比较脆，容易被打碎。因此，蓝宝石镜面一旦被打碎，那么因此而产生的维修费用将是非常昂贵的，因为钟表师在更换镜片之前，必须仔细检查以确保机芯里没留下蓝宝石碎末。除此以外，它是一个强大的指纹收集器，所以要经常擦拭才能光亮无痕。

 

作为顶级腕表品质保证的一个重要因素，蓝宝石的硬度是否合格就成为了一个值得关注的问题。蓝宝石硬度的检测方法常用的有两种：1）摩氏硬度测试  2）显微维氏硬度测试

 

一、摩氏硬度测试

摩氏硬度，又名莫斯硬度（莫氏硬度），表示矿物硬度的一种标准。1812年由德国矿物学家莫斯(Frederich Mohs)首先提出。用测得的划痕的深度分十级来表示硬度：滑石(talc)1（硬度最小），石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，萤石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黄玉(topaz)8，刚玉(corundum)9，金刚石(diamond)10。

 

摩氏硬度笔测试方法：

1）间接目估法

宝石的硬度大小能反映在加工后的刻面光滑程度和棱的尖锐程度上。在放大镜下，可以看到硬度大小的宝石的刻面光滑，平整，面棱尖锐。间接目测法是一种无损性的近似硬度鉴定方法。

2）直接实测法

这种方法是根据欲测宝石矿物与标准硬度矿物间相互刻化对比来测定。1982年，德国矿物学家摩斯提出了是个标准矿物，其等级是：滑石-1，石膏-2，方解石-3，萤石-4，磷灰石-5，正长石-6，石英-7，黄玉-8，刚玉-9，金刚石-10.而以刚玉和金刚石之间的硬度差距最大。

3）使用技巧及注意事项
3.1先间接目估样品的硬度；
3.2找个不显眼处，用低于目测硬度1至2级的硬度笔刻划样品，若划不动，则说明样品的硬度高于该硬度笔的硬度，再用高一级的硬度笔刻划，重复操作，若只有轻微的痕迹，说明样品的硬度和该硬度笔的硬度相当，再用高一级的硬度笔刻划，重复操作，若留下痕迹，说明样品的硬度低于该硬度笔的硬度，此时就能判断所测样品的硬度或其范围；
3.3注意刻划力度要适中，既不能太轻，也不能太重
3.4因为直接刻划法测定硬度，对宝石具有损伤性，一般情况下不应许对成品宝石使用此法项目内容

综上所述，摩氏硬度测试能简单的大概判断出蓝宝石的硬度范围，但是无法得到准确的硬度值，且操作时的刻划力度、划痕的深浅大小不好掌握，因此蓝宝石玻璃镜片的测试一般采用显微维氏的测试方法。

 

二、显微维氏硬度测试

 

维氏硬度，是指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定试验力作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量试样表面压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号HV表示。在实际测量中，并不需要进行人工计算，而是机器会直接自动测量到所测材料硬度值。

显微硬度计是显微维氏硬度计的简称，最大试验力不超过1000gf的维氏硬度计统称为显微维氏硬度计。由于试验力较小，测试后留在试样上的压痕很难用肉眼看出，因此很多人把显微硬度测试归属于无损检测的一种。

操作步骤：

1）把样品放在工作台上

2）设定试验力（10gf - 1000gf 提供8档试验力供选择）、饱荷时间（1-99秒任选，一般设8-10秒内）

3）转动丝杆升降手轮对焦，直至在目镜中能看清样品表面组织结构为止

4）在触摸屏上点“开始”按钮，机器自动测试，测试完成后转塔自动回到测量物镜位置

打压完成后，试样表面会留有一个菱形的压痕，硬度计会自动转到总放大400X的物镜下去测量压痕对角线的长度，易必普数显维氏硬度计目镜配有高精密编码器，无需人工计算和读数，压好对角线只需点动编码器按钮，机器自动读取压痕对角线长度，机器自动计算出硬度值，操作方便快捷

 

5）测量压痕对角线长度，机器自动计算得出试样硬度值

 

易必普机电设备生产的数显显微维氏硬度计有如下优势：

1、国内独家最新设计，结构合理、外观新颖

2、自动化程度高，自动转塔设计（物镜-压头自动切换）及主试验力自动加载-保荷-卸载，有效的保证了测试结果的准确性，并极大地提高了工作效率

3、数据存储功能：主机芯片具有高速存储功能，可同时存储100组测试数据

4、操作简单：高性能数显测微目镜配有编码器，只需轻轻一按编码器按钮，压痕对角线的长度自动显示在屏幕上，无需人工读取数据后再输入，有效地避免了人为操作的误差

5、一机两用、性价比高：具备HV/HK（维氏硬度、努氏硬度）测试功能，机器预留了努氏硬度的测试功能，如果客户需要测试材料努氏硬度值，只需更换压头即可

6、显示更加直观：配有5.6寸液晶触摸屏，在大屏幕上能更加直观的显示试验方法、试验力、压痕长度、保荷时间、测试次数、转换标尺、日期时间等

7、铸铝壳体一次性浇筑成型，结构与传统焊接工艺相比更加稳固、不变形

8、表面采用汽车烤漆工艺，与传统喷漆相比更加有光泽，抗划性更强，使用多年依旧光亮如新

9、平台升降采用滚珠定位系统，与传统丝杆升降相比更加稳定，对焦更加简单

10、内置热敏打印机，测试结果可以随时打印

11、顶部预留光学通道，可连接CCD摄像头和我司硬度测量分析软件连接电脑使用，对压痕进行测量、分析并导出报告，方便客户长期存档。

12、质量自动判断功能，用户可以在测试前设定产品的合格硬度值区间，一旦有产品的质量超出设定的合格范围，机器会进行自动报警，方便实用。

此外，配备我司专业版维氏硬度测量分析软件后，可直接与电脑通讯。在电脑上进行测量、分析，导出详细测试报告等。

 

主 要 功 能

一． 自动测量：系统自动找到压痕顶点、测量对角线长度并计算硬度值；

二． 硬化曲线：用户手动输入测试点深度，软件自动画出硬化曲线并计算硬化层深。为了方便，用户可将多个深度点保存到模板文件供测试时调用；

三． 硬度值转换、修正、有效验证: 系统可将测得的显微维氏硬度值转换成其它硬度值如HB、HR等；可对球面圆柱面样品测量值进行修正；可对样品测量值进行有效验证；

四． 数据统计：自动计算测量硬度的平均值、方差、Cp、 Cpk等统计值；

五． 自动报警：自动标出超出上下限值；

六． 测试报告: 自动生成WORD或EXCEL文档报表；用户可定制报表格式；标准格式包括每单个硬度测量值、统计值、压痕图像、和硬化曲线等；

七． 数据保存：原始测量数据和测量图像可保存到一个文档；

八． 努氏硬度、断裂韧性：软件可设置成测量努氏硬度或测量断裂韧性；

九． 其它功能：包括通用功能如：图像拍摄、视频采集、图像处理、几何尺寸测量、文档标注、相册管理、和定倍打印等。