发布时间：2023-06-05 来源：网络
米乐M6官网硬度是固体材料的一项基本物理性能，金刚石单晶维氏压头压痕法常用于表征硬质材料、超硬材料的硬度。论文作者的实验与计算模拟研究发现：当压头硬度接近或小于被测试样品硬度时，使用维氏压头压痕法测量得到的样品硬度值将明显高于真实值，即样品硬度测试值将被严重高估。
超硬材料通常指维氏硬度（Vickers Hardness）高于40 GPa的一类无机非金属材料，如人造金刚石与立方氮化硼，广泛应用于切削、研磨、抛光等机械加工及油气钻探领域，有“工业牙齿”之称。天然金刚石是自然界中已知最硬的材料，其单晶的维氏硬度值范围在60～120 GPa。在测试硬质或超硬材料的硬度时，一般采用金刚石单晶制作压头，根据在被测样品抛光表面的加载力和压痕面积得到硬度。维氏硬度测试值与加载力、加载时间相关，也与维氏压头的自身特性相关，如压头的加工精度及硬度等。使用压头压痕法测试材料的硬度时，要求压头在测试过程中没有明显的弹、塑性形变或破损。近二十年来，随着材料合成技术、尤其是大腔体高压高温技术的发展，常有超高硬度值的新型超硬材料见诸各类科技期刊，其报道的硬度值有的远高于金刚石单晶，维氏硬度测试值甚至达到了200 GPa以上。这就带来一个问题：这些文献中不时被报道的、具有比金刚石单晶还高的硬度测试值是否可信？
四川大学贺端威教授课题组及合作团队，采用不同硬度材料制作维氏压头，研究了维氏压头硬度与样品真实硬度的差值对样品维氏硬度测试值的影响。实验结果及计算模拟表明：对于硬质、脆性陶瓷样品，当压头硬度接近或小于被测试样品硬度时，使用维氏压头压痕法测量得到的样品硬度值将明显高于真实值，在这种情况下，样品硬度测试值被严重高估。因此，对于超硬材料样品，如果样品硬度与金刚石单晶硬度相当或者超过了单晶金刚石维氏压头硬度，在表征样品硬度时，维氏硬度测试方法不再适用。
该文设计并制备了一系列已知硬度的压头和样品，并进行了维氏硬度交叉测试，系统地研究了维氏压头和试样之间的硬度差对维氏硬度测量值的影响。
对于硬脆陶瓷样品，当压头的硬度接近或小于待测样品的硬度时，维氏压头压痕法测得的硬度值将显著高于真实值。目前的实验研究表明，采用金刚石单晶维氏压头压痕法测试硬度时，压头的硬度应比试样的硬度高出至少18.2%，才能获得可靠的硬度测量值。该研究论文的工作基于实验结果与计算模拟，提出了维氏硬度测量方法适用性的标准。
贺端威，四川大学原子与物理研究所教授，博士生导师。发表论文被SCI收录逾100篇，被引用万余篇次，国内外授权发明专利30余项，转让逾10项。主导研发了基于三轴加载的二级6-8型大腔体静高压技术及装置，在国内外20余家企业及研究单位得到推广应用，使我国大腔体静高压技术进入国际领先行列；创立了陶瓷的高压塑性形变理论及强化方法；提出了基于岩浆凝固的地壳动力学观点；首创纳米晶块材制备的往复压致相变法。在大腔体静高压技术及新一代超硬材料高压制备技术方向处于国际领先水平，相关科研成果已部分转化成为国内超硬复合材料行业生产的主流工艺。
