透明材料的線性磨耗測試
背景:
傳統(tǒng)做法中,是用TABER旋轉(zhuǎn)磨耗儀來評估透明材料的磨耗和磨損。按照ASTM D1044的測試方法,在控制條件的壓力和研磨作用下對100平方毫米平坦樣品進行旋轉(zhuǎn)摩擦。將樣品安裝在一旋轉(zhuǎn)的平臺,與兩個磨輪相對垂直做旋轉(zhuǎn)運動。通過霧影儀測量霧度的變化來評價其耐磨性。盡管TABER旋轉(zhuǎn)磨耗儀已經(jīng)在玻璃和塑料制造行業(yè)得到普及,但它不能測試波浪形的或小于100平方毫米的樣品。因此,對于成品如手持設(shè)備或防護鏡,必須準備特殊樣品或使用替代測試方法。1999年,Taber公司生產(chǎn)了線性磨耗儀,滿足了這項需求。

分析:
在過去的十幾年里,TABER公司收到眾多客戶的要求,需要對各式各樣的產(chǎn)品進行磨損試驗。通過ASTM D1044改進方法,我們對于鑒別各種材料/涂料有了滿意的結(jié)果。這種改進方法是利用TABER線性磨耗儀5750的T形槽通用樣品臺,以及CS-10F磨頭或MIL12397磨頭(針對眼鏡設(shè)計)。其它測試參數(shù)包括有:1英寸的行程長度;每分鐘30次循環(huán)的速度;900克的負載重量。作為一般規(guī)則,操作員應(yīng)先對所有樣品進行外觀檢查,識別出已經(jīng)存在的劃傷或擦傷損壞。
簡化測試過程如下所示:
1.樣品條件:24小時在標準實驗室環(huán)境(22℃±3℃,相對濕度50%±5%)。
2.用無絨布和異丙醇酒精擦拭樣品兩面。
3.用霧影儀記錄初始霧度。(注:樣品測試區(qū)域應(yīng)保持抵靠霧影儀的端口,用定制的遮擋板來限制光束到達刮擦區(qū)域指定寬度和長度)。
4.樣品固定在樣品支架,以確保待測區(qū)域和研磨頭對齊。(注:激光指示器被用于此目的。)
5.用ST-11磨石打磨研磨頭,打磨次數(shù)設(shè)置為5個測試循環(huán)。(見注釋)
6.從20個測試循環(huán)開始進行測試。
7.取出樣品,根據(jù)步驟2清洗。
8.使用霧影儀和步驟3中描述的遮擋板,記錄最終磨損度。
9.最終磨損度減去初始霧度,可以得到磨損造成的變化。
注釋:
磨損試驗可能會因為在測試過程中研磨介質(zhì)的變化而產(chǎn)生偏差。由于研磨介質(zhì)的類型和試驗樣品的不同,研磨介質(zhì)在試驗中會因為沾上涂料或者試驗樣品上的其他材料而產(chǎn)生偏差(即堵住了)。為了減少這種偏差,必要時在固定的時間間隔內(nèi)需對研磨介質(zhì)表面進行打磨重整。
另外對于實驗結(jié)果,操作者也可以選擇用目測模糊度的變化來總結(jié)報告。每個樣品應(yīng)在放大鏡下進行檢查(例如,5倍放大鏡)和分配一個等級(見下文示例)。
1=沒有磨損
2=表面在放大下可見一些個別劃痕,無明顯磨損
3=有間隔緊密的劃痕,形成小程度的磨損
4=外觀有明顯變化,但表面依然是透明的
5=表面是半透明的,不再透明
好處:
當(dāng)一個“傳統(tǒng)”的方法由于樣品尺寸問題而不可行,替代解決方案可能已經(jīng)可用。雖然沒有相關(guān)證明顯示TABER旋轉(zhuǎn)磨耗儀和TABER線性磨耗儀的實驗結(jié)果的相關(guān)性,但是上述實驗過程產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)確實提供了有用的信息:幫助設(shè)計決策;實現(xiàn)質(zhì)量控制;和/或評估材料解決方案。


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