島津SHIMADZU精密自動轉換顯微維氏硬度計的產品特性和工作原理

?? 一、產品特性

1. 全自動化操作

• 試驗力自動轉換：通過軟件或觸摸屏預設載荷（范圍覆蓋0.098mN至19.61N），設備自動切換不同試驗力，適應從超軟到超硬材料的測試需求。

• 鏡頭與壓頭自動切換：最多支持4個物鏡和2個壓頭（如維氏金剛石壓頭），根據測試條件自動切換，減少人工干預。

• 連續多點測試：型號（如HMV-G-FA）可編程設定5000個測試點坐標，自動完成大樣本掃描。

2. 高精度測量系統

• 光電傳感器測量（G30系列）：40倍物鏡下分辨率達0.01μm，有效測量范圍250μm。

• CCD圖像分析（G21/G31系列）：40倍物鏡時分辨率0.09μm，自動捕捉壓痕圖像并計算對角線長度。

• 壓痕識別技術：

• 位移與載荷控制：DUH-211S型號采用電磁力加載，位移精度0.0001μm，支持動態硬度分析（如彈性模量評估）。

3. 智能控制與數據處理

• 交互界面：G30系列配備彩色LCD觸控屏直接設定參數；G21/G31系列通過電腦軟件控制，支持測試條件存儲和壓痕圖像保存。

• 多硬度標尺兼容：自動計算維氏（HV）、布氏（HB）、努氏（HK）硬度值，并支持洛氏硬度（HRC）換算。

4. 安全與擴展功能

• 防碰撞設計：配備物鏡和壓頭保護機制，避免操作失誤導致的損壞。

• 大行程樣品臺：X/Y方向移動范圍達25–50mm，適應不同尺寸樣品定位。

?? 二、工作原理

1. 維氏硬度測試基礎
   采用正四棱錐金剛石壓頭（頂角136°）在預設載荷下壓入樣品表面，保持時間可調（0–999秒），卸載后測量壓痕對角線長度，通過公式計算硬度值：

   $$HV=\frac{0.102\times F}{d^2}$$

   其中 $F$ 為試驗力（N）， $d$ 為壓痕對角線平均值（mm）

2. 自動化測試流程
   步驟1：參數設定 → 用戶通過觸屏或軟件選擇載荷、保持時間、測試位置。
   步驟2：自動轉換機構 → 設備切換匹配的物鏡和壓頭，移動樣品臺至目標位置
   步驟3：壓痕生成與測量 → 壓頭加載后，系統通過光學傳感器或CCD攝像頭捕獲壓痕圖像，自動識別對角線并計算硬度值。
   步驟4：數據輸出 → 結果實時顯示，支持導出報告或圖像存檔。

3. 關鍵技術應用

• 動態硬度分析（DUH-211S）：在壓入過程中實時監測深度與載荷變化，繪制應力-應變曲線，用于評估材料彈塑性

• 邊緣檢測功能（HMV-G-FA）：軟件自動識別樣品邊緣，避免無效測試點

?? 三、應用場景與型號對比

?? 四、典型應用領域

• 微電子工業：集成電路焊點、金屬膜厚度硬度測試

• 生物醫學：人造牙齒、骨植入物表面硬度評估。

• 材料研發：陶瓷涂層、工程塑料的耐磨性分析，金屬滲碳層深度檢測

• 質量控制：硬質合金刀具、精密彈簧鋼絲的批量硬度驗證

島津顯微維氏硬度計通過自動化設計顯著提升測試效率（如HMV-G-FA完成單點測試僅需數秒），其模塊化結構也支持擴展壓頭或傳感器以適應特殊需求