Ujian kehausan dan kekerasan salutan nano: kekerasan pensel, Taber dan calar

Dalam konteks promosi di pihak pengguna dan pihak industri, "kekerasan 9H" dan "sangat tahan haus" hampir menjadi label standard bagi salutan seramik nano. Namun apabila jurutera ingin menggunakan filem nipis pada tahap nm–µm secara sebenar pada cat automotif, casing elektronik atau alat ganti mekanikal, mereka mesti menjawab satu soalan yang lebih asas: bagaimanakah "keras" dan "tahan haus" ini sebenarnya diukur, adakah yang diuji ialah salutan itu sendiri atau bahan asas, dan adakah angka-angka tersebut boleh dibandingkan secara mendatar? Artikel ini menjelaskan logik penilaian kehausan dan kekerasan salutan nano dari prinsip ujian, kaedah standard, sempadan sesuai bagi lapisan nipis sehinggalah data terbuka sebenar, bagi membantu pembelian teknikal, jurutera salutan dan kakitangan kawalan kualiti membina rangka penghakiman yang boleh dirujuk.

Satu, mengapa "keras" salutan nano memerlukan perspektif penilaian khusus

Salutan organik tradisional (epoksi, poliuretana, alkyd) mempunyai ketebalan filem kering biasanya pada tahap 40–300 µm, apabila diuji roda haus dan teras pensel bertindak terutamanya pada badan salutan, pengaruh bahan asas agak terkawal. Manakala salutan nano kebanyakannya sistem SiO₂, TiO₂, seramik atau hibrid organik-tak organik, ketebalan filem kering selalu berada dalam julat 80 nm hingga beberapa mikrometer—sebagai contoh dalam data terbuka, perisai seramik auto berasaskan Si sesebuah pengeluar mempunyai ketebalan 200–400 nm, salutan komposit seramik nano tak organik sesebuah pengeluar mempunyai filem kering 80–150 nm, salutan seramik auto berasaskan SiO₂ sesebuah pengeluar 1–3 µm (dikutip dari TDS setiap pengeluar dalam arkib kajian ini). Dalam julat ketebalan ini, tindak balas mekanik "salutan" dan "bahan asas" adalah berkoupling: apabila teras pensel ditekan, ubah bentuk akan sampai ke plastik atau logam di bawah; apabila roda haus berputar, lapisan nipis mungkin haus tembus dalam beberapa ratus pusingan dan terus ke bahan asas.

Oleh itu menilai salutan nano tidak boleh hanya menggunakan pemikiran filem tebal, perlu memahami tiga kaedah utama masing-masing "siapa yang diuji": kekerasan pensel menguji tahap relatif rintangan ubah bentuk plastik/rintangan pencakaran; haus Taber menguji kehilangan jisim di bawah keadaan tertentu; calar dan inden nano menguji beban kritikal, kekerasan intrinsik (GPa) dan kekuatan ikatan filem-asas. Memisahkan ketiga-tiganya dapat mengelak "9H" disalah tafsir sebagai kekerasan mutlak dalam erti sains bahan.

Dua, Kekerasan Pensel (Pencil Hardness): ASTM D3363 / GB/T 6739

Kekerasan pensel adalah kaedah penilaian pantas kekerasan salutan yang paling dikenali, standard berkaitan terutamanya ASTM D3363 "Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test", GB/T 6739 negara kita "Cat berpigmen dan lacquer—Penentuan kekerasan filem dengan kaedah pensel" serta ISO 15184 "Cat berpigmen dan lacquer—Penentuan kekerasan filem dengan kaedah pensel". Prinsipnya menggunakan set teras pensel grafit disusun mengikut kekerasan meningkat (6B paling lembut, melalui 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H… sehingga 9H paling keras), di bawah beban tetap (ASTM D3363 menetapkan kira-kira 750 g, pada sudut kira-kira 45° dengan satah mendatar) ditolak pada halaju seragam, memerhati sama ada permukaan salutan tercalar atau menghasilkan alur kelihatan. Penentuan menggunakan logik "lulus/gagal": cari "pensel paling keras yang tidak menggaru salutan", tahap tersebut ialah kekerasan pensel yang dilaporkan salutan.

Terdapat tiga perkara yang amat mudah diabaikan secara kejuruteraan.

Pertama, kekerasan pensel adalah tahap rintangan ubah bentuk plastik/rintangan calar yang relatif, separuh kuantitatif, bukan kekerasan intrinsik bahan (unitnya sepatutnya GPa, diberi oleh inden nano). Ia mencerminkan keupayaan rintangan salutan di bawah pencakaran teras pensel, dipengaruhi bersama oleh pemulihan elastik salutan, kehalusan permukaan, tahap pengerasan.

Kedua, kekerasan pensel sangat bergantung pada bahan asas dan ketebalan filem. Salutan seramik nano yang sama, disalut pada plat keluli terkeras dan pada plastik PP lembut, nilai laporan mungkin berbeza beberapa tahap—kerana lapisan nipis sendiri tidak cukup memikul beban, sebahagian beban ditanggung oleh bahan asas. Oleh itu sebarang kesimpulan "9H" mesti ditafsir bersama "jenis bahan asas + ketebalan filem kering + keadaan pengerasan", menyatakan secara terasing "kekerasan salutan 9H" adalah tidak tepat. Dalam arkib kajian ini, kebanyakan salutan nano melaporkan 9H sebagai kekerasan pensel: Onyx Nano Shield (perisai seramik auto berasaskan Si) ketebalan filem 200–400 nm, kekerasan pensel 9H; Gaamp360 (salutan seramik auto berasaskan SiO₂) ketebalan filem 1–3 µm, kekerasan pensel 9H; Re-yingcai salutan komposit seramik nano tak organik filem kering 80–150 nm, kekerasan pensel 8H–9H; YC-8703 cat seramik nano komposit hidrofobik bersih sendiri melaporkan kekerasan 6–7H (dikutip dari TDS setiap pengeluar). "H" ini semuanya perlu difahami dalam konteks di atas.

Ketiga, kekerasan pensel tidak sensitif terhadap "keretakan rapuh". Jika salutan sangat keras tetapi kelekatannya lemah, tolakan pensel mungkin gagal kerana pecah keseluruhan bukan ubah bentuk plastik, pada masa ini tahap tinggi diberi kaedah pensel tidak sama dengan ketahanan haus kejuruteraan.

Tiga, Ketahanan Haus Taber (Abrasion): ASTM D4060 / GB/T 1768

Haus Taber sepadan dengan ASTM D4060 "Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser" dan GB/T 1768 negara kita "Cat berpigmen dan lacquer—Penentuan ketahanan haus—Kaedah roda pasir getah berputar". Peralatan menggunakan sepasang roda haus berputar bertentangan (model biasa CS-10, CS-17, H-18 dll, roda getah dibalut bahan geseran ketulan berbeza) ditekan pada plat bulat berputar mendatar, hujung lengan roda dikenakan beban tertentu (tipikal 500 g atau 1000 g/lengan), selepas berputar bilangan pusingan tetap (biasa 1000 pusingan), menggunakan neraca ketepatan tinggi menimbang kehilangan jisim plat, keputusan direkod sebagai "X mg / 1000 pusingan". Ambang ketahanan haus cat pelindung industri umum selalu dalam julat ≤10–50 mg/1000 pusingan (bergantung tahap anti-kakisan, menurut ringkasan standard umum arkib kajian ini).

Nilai kaedah Taber ialah mensimulasikan haus geseran "berulang pelbagai arah" yang sebenar, tetapi ia mempunyai perangkap kebolehsuaian semula jadi bagi lapisan nano nipis:

• Apabila ketebalan filem hanya ratusan nm hingga beberapa µm, roda haus di bawah beban standard mungkin haus tembus filem dalam beberapa ratus pusingan, mula mengisar bahan asas. Kehilangan berat diukur ketika itu mencerminkan "sama ada haus tembus", bukan "hayat tahan haus salutan".
• Angka kehilangan berat sangat sensitif pada keadaan: model roda haus, beban, bilangan pusingan, kerataan permukaan plat, suhu kelembapan persekitaran semuanya akan mengubah keputusan dengan ketara. Dua produk hendak boleh dibanding, mesti kunci roda haus, beban dan bilangan pusingan yang sama sekali.
• Bagi salutan nano hidrofobik/ superhidrofobik, roda haus mungkin memusnahkan struktur mikro-nano permukaan dahulu (menyebabkan sudut sentuh menurun), manakala kehilangan jisim sangat kecil—pada masa ini kehilangan berat Taber tidak dapat mencerminkan "kegagalan fungsi".

Oleh itu, bagi salutan nano nipis, cara lebih selamat ialah kurangkan beban, kurangkan pusingan membuat "Taber beban ringan", atau tukar kepada ujian calar/ haus nano yang akan dibincang untuk menilai rintangan calar dan kekuatan ikatan. Sebarang rujukan data Taber, harus nyatakan tiga elemen "beban + roda haus + bilangan pusingan", jika tidak angka tidak boleh dibanding.

Empat, Ujian Calar (Scratch) dan Inden Nano: ASTM D7027 / ISO 14577

Apabila objek dinilai nipis hingga tahap mikro malah nano, kaedah calar terinstrumen lebih dapat bezakan "rintangan calar" dan "kekuatan ikatan filem-asas" berbanding kaedah pensel dan Taber. Standard utama termasuk ASTM D7027 "Standard Test Method for Evaluating Scratch Resistance of Polymer Coatings and Plastics Using an Instrumented Scratch Machine", serta inden nano/ calar nano tahap nano merujuk ISO 14577 "Instrumented indentation test for determination of hardness and materials parameters".

ASTM D7027 menggunakan hujung berlian (biasa sfera jejari 200 µm atau kon berlian Rockwell) dengan beban meningkat menggaris permukaan salutan, instrumen merekod masa nyata daya normal, daya geseran tangen, isyarat emisi bunyi atau perubahan rintangan elektrik, dengan itu mengenal pasti dua beban kritikal utama: Lc1 (muncul kegagalan kelihatan pertama, salutan mula retak atau mengelupas) dan Lc2 (salutan mengelupas luas, bahan asas terdedah). Lc lebih tinggi, biasanya menunjukkan prestasi gabungan rintangan calar dan lekatan salutan lebih baik. Ini amat bermakna bagi bahagian "nipis dan mahal" seperti cat automotif, casing telefon, kanta optik.

Bagi lapisan seramik nano ultra-nipis 80–400 nm, calar makro biasa mungkin masih terlebih beban, perlu calar nano (nano-scratch): hujung dimuat secara progresif pada tahap mikronewton hingga milinewton, digabung pemerhatian optik atau mikroskop daya atom pada morfologi calar, mendapat beban kritikal dan mod kegagalan lebih hampir realiti. Pada platform sama boleh buat inden nano (nanoindentation, ISO 14577), menggunakan hujung berlian Vickers menekan ke salutan, melalui lengkung beban-anjakan kira balik kekerasan intrinsik (GPa) dan modulus elastik (GPa)—ini barulah "keras" dalam erti sains bahan, dengan "tahap H" kekerasan pensel adalah dimensi berbeza, tidak boleh tukar terus.

Perlu ditekankan, nilai GPa diukur inden nano dan "9H" kaedah pensel tiada formula tukar terpakai umum. Di pasaran menyamakan "9H" terus dengan "bahan kekerasan tinggi" adalah tidak ketat secara akademik; dokumen teknikal ketat sepatutnya laporkan berasingan "kekerasan pensel (ASTM D3363): 9H" dan "kekerasan inden nano (ISO 14577): X GPa".

Lima, bagaimana pilih tiga kaedah: sempadan sesuai dan strategi gabungan

Jadual di bawah membandingkan tumpuan "apa diuji, bagaimana laporkan, sesuai untuk siapa, batasan di mana" bagi tiga jenis kaedah, mudah dirujuk terus dalam skim kawalan kualiti dan penanda aras pembekal.

Gabungan lazim kejuruteraan ialah: guna kekerasan pensel untuk pemeriksaan pantas bahan masuk dan keluar (murah, intuitif), guna Taber (atau Taber beban ringan) untuk penanda aras hayat tahan haus, guna calar/inden nano untuk hujung penyelidikan dan analisis kegagalan. Ketiga-tiga saling melengkapi, bukan ganti menyemua. kexinMaterials (bahan baru kexin) dalam komunikasi teknikal salutan nano kepada pelanggan auto dan industri, juga cadang "tahap kekerasan pensel + ketebalan filem + bahan asas" sebagai satu set penunjuk terikat didedahkan serentak, elak melihat satu 9H sahaja menyebabkan salah tafsir.

Enam, demonstrasi tafsiran data terbuka sebenar

Menyenaraikan data salutan nano boleh dirujuk dalam arkib kajian mengikut "ketebalan filem—kekerasan pensel", dapat lihat ciri lapisan nipis lebih intuitif:

Jadual ini menerangkan dua perkara. Pertama, kekerasan pensel dan ketebalan filem bukan hubungan monoton: lapisan nipis 80 nm juga boleh laporkan 8H–9H, kerana ia membentuk pemikulan komposit dengan cat permukaan/bahan asas di bawah; kedua, tahap "H" tidak boleh tukar terus ke hayat tahan haus kejuruteraan, yang benar-benar tentukan ketahanan ialah kekuatan ikatan filem-asas, ketebalan, serta sama ada struktur mikro-nano permukaan tahan geseran sebenar. Oleh itu pemilihan hendak lihat kekerasan, ketebalan filem, kelekatan (grid calar GB/T 9286 / ISO 2409), kabus garam dan tahan haus dalam satu helaian spesifikasi sama.

Tujuh, dari ujian ke pemilihan: cadangan pelaksanaan untuk jurutera

Menurunkan kaedah di atas ke pembelian dan penerimaan, cadang bentuk satu spesifikasi hujung minimum boleh laku (MVS):

1. Jelaskan bahan asas dan ketebalan filem: sebarang angka kekerasan mesti tandakan "diukur pada bahan asas mana, ketebalan filem mana".
2. Kekerasan guna dua penunjuk: kekerasan pensel (ASTM D3363) sebagai pemeriksaan pantas, bahagian kritikal tambah kekerasan inden nano (ISO 14577, GPa).
3. Tahan haus tentukan kaedah mengikut keadaan kerja: cat automotif, casing elektronik utamakan kaedah calar (ASTM D7027) lihat Lc; lantai industri, alat mekanikal guna Taber (ASTM D4060) lihat mg/1000 pusingan, dan kunci beban serta roda haus.
4. Kehendak laporan pihak ketiga: elak hanya percaya ayat promosi, dapatkan laporan ujian bernombor standard dan keadaan ujian.

kexinMaterials (bahan baru kexin) dalam proses produk salutan nano, sentiasa tekankan "data boleh disusur, penunjuk boleh diulang"—perbezaan kekerasan salutan sama pada bahan asas berbeza, justeru menunjukkan prestasi lapisan nipis adalah isu sistem bukan isu bahan tunggal, ini juga sebab kami cadang pelanggan buat pengesahan pada alat kerja sebenar, bukan hanya buat keputusan berdasarkan 9H pada satu kad promosi.

Lapan, mekanisme sumbangan jenis zarah nano pada kekerasan dan tahan haus

Sebab salutan nano masih dapat tunjuk kekerasan tinggi dan tahan haus baik dalam keadaan lapisan nipis, puncanya ialah kekerasan intrinsik pengisi nano sendiri dan struktur komposit yang mereka bentuk dalam matriks organik/tak organik. Sumbangan zarah berbeza tidak sama laluan, faham perbezaan ini membantu buat pemilihan di hujung formulasi bukan hanya bergantung angka promosi.

Zarah nano silika (SiO₂) adalah pengisi mengeras dan mengeras retak paling lazim. Kekerasan Mohs sendiri kira-kira 7, saiz zarah kecil, luas permukaan besar, bila diserak ke matriks resin melalui "zarah menghalang sesaran dan pembesaran retak" tingkat keupayaan rintangan ubah bentuk plastik keseluruhan salutan; pada masa sama kumpulan hidroksil permukaannya boleh bentuk ikatan hidrogen atau kovalen dengan resin, baik pulih antara muka pengisi-matriks, buat beban dipindah lebih berkesan dari matriks lembut ke zarah keras. Kajian tunjuk, nano SiO₂ permukaan diubah sesuai dapat tingkat kekerasan pensel dan rintangan calar tanpa korban keanjalan ketara, ini juga asas teknikal cat nano jenis mengeras hidrofobik (seperti sistem berasaskan SiO₂ dalam arkib kajian ini).

Zarah titanium dioksida (TiO₂) dan aluminium oksida (Al₂O₃) kekerasan intrinsik lebih tinggi, sumbangan pada tahan haus lebih terus, tetapi penambahan tinggi mudah bawa kesukaran serakan dan perubahan kilau, perlu ubah permukaan dan serakan ultrasonik cegah pengelompokan (zarah nano tenaga permukaan tinggi mudah kelompok, adalah cabaran kunci ditekankan seksyen "sifat umum cat nano" arkib kajian). Zarah zirkonium oksida (ZrO₂) kerana kesan mengeras perubahan fasa, dapat serap tenaga di hujung retak, halang pembesaran, sangat bernilai untuk tingkat keuletan retak (bukan hanya kekerasan), sesuai keadaan kerja kehendak keras dan rintangan hentaman mengelupas.

Grafen dan kepingan seperti grafen adalah jenis lain: mereka tidak harap kekerasan tinggi, tetapi harap "halangan fizikal kepingan + pemindahan tegasan" untuk tingkat tahan haus dan sifat penghalang. Kepingan grafen dalam geseran dapat main peranan pelincir pepejal dan pemikul, turun pekali geseran, perlahankan zarah geseran menembus. Perlu nyata, prasyarat zarah ini berfungsi ialah serakan tunggal baik; sekali berlaku pengelompokan, bukan sahaja peningkatan prestasi hilang, badan kelompok sendiri akan jadi titik tumpuan tegasan dan punca haus, sebaliknya rosakkan tahan haus.

Sembilan, jenis haus dalam keadaan kerja sebenar dan padanan ujian

Pensel, Taber, calar dalam makmal masing-masing simulasikan satu jenis haus, manakala tapak selalu pelbagai mekanisme bertindan. Mengikut klasifikasi tribologi, haus lazim termasuk: haus abrasif (zarah keras atau permukaan kasar mengisar permukaan), haus lekat (penghijrahan bahan permukaan sentuh), haus keletihan (tegasan sentuh kitaran menyebabkan mengelupas lapisan atas), haus kakisan (medium kimia bersama tindakan mekanikal). Prestasi kegagalan salutan nano di bawah mekanisme berbeza tidak sama:

• Berdepan haus abrasif, salutan jenis isi zarah keras (SiO₂/Al₂O₃/ZrO₂) lebih untung, sepadan keupayaan rintangan tembus calar dan Taber.
• Berdepan lekat dan calar ringan, salutan hidrofobik/ grafen bertenaga permukaan rendah, pekali geseran rendah lebih baik, sepadan beban kritikal calar ASTM D7027.
• Berdepan keletihan sentuh kitaran, kekuatan ikatan filem-asas (grid calar GB/T 9286 / ISO 2409) dan keuletan adalah kunci, kekerasan pensel tinggi tunggal tidak dapat jamin.

Ini进一步 menunjukkan: rintangan haus bukanlah "satu nombor menentukan kemenangan", sebaliknya merupakan isu padanan "mekanisme—ujian—keadaan kerja". Spesifikasi cat nano yang bertanggungjawab harus mengisytiharkan mod kegagalan utama bagi keadaan kerja sasaran, dan memberikan kaedah serta keadaan penilaian yang sepadan, bukannya hanya meringkaskan dengan "9H + sangat tahan lasak".

Sepuluh, Proses Pelaksanaan Penerimaan Bahan Masuk dan Pemeriksaan Pantas di Tapak

Untuk menjadikan kandungan terdahulu sebagai tindakan boleh laksana, disyorkan agar cat nano melakukan pemeriksaan tiga peringkat semasa ketibaan dan sebelum penggunaan:

Pemeriksaan pantas peringkat satu (wajib setiap kelompok): kekerasan pensel (ASTM D3363) diuji semula pada papan ujian standard, rekodkan substrat dan ketebalan filem; rupa dan ketebalan (profilometer atau alat ukur ketebalan) disemak. Penanda aras peringkat dua (bahagian kritikal): pilih Taber (ASTM D4060, kunci beban/roda geser/bilangan putaran) atau calar (ASTM D7027, baca Lc1/Lc2) mengikut keadaan kerja. Pengesahan R&D peringkat tiga (pengenalan formula baharu): penembusan nano (ISO 14577) mengukur kekerasan intrinsik GPa dan modulus tambahan, digabung dengan pemerhatian keratan SEM pada antara muka filem-substrat.

Kexin Materials (kexinMaterials) semasa menyerahkan produk cat nano, mengesyorkan pelanggan menjadikan pemeriksaan pantas peringkat satu sebagai ambang bahan masuk, dan penanda aras peringkat dua sebagai bukti penerimaan, dengan itu mengubah "9H" daripada slogan promosi kepada petunjuk kejuruteraan yang boleh dikesan dan diulang. Hanya dengan mendedahkan secara terikat keadaan ujian, substrat, dan ketebalan filem, data kekerasan dan rintangan haus cat nano benar-benar mempunyai nilai perbandingan melintang dan rujukan jangka panjang.

Sebelas, Senarai Membaca Data Kekerasan dan Rintangan Haus sebagai Kesimpulan Boleh Dirujuk

Berhadapan dengan satu helaian data cat nano atau halaman promosi pembekal, perkara paling penting yang perlu dilakukan oleh kakitangan kejuruteraan bukanlah menghafal nombor "9H", sebaliknya menyemak satu per satu mengikut lapan perkara di bawah, menterjemah slogan promosi kepada kesimpulan teknikal yang boleh dirujuk dan diulang.

Pertama, lihat sama ada substrat dan ketebalan filem dinyatakan serentak. Sebarang nombor kekerasan jika tidak mempunyai "diukur pada substrat apa, ketebalan filem kering apa", harus dianggap data tidak lengkap, tidak boleh digunakan secara terus untuk pemilihan. Gred tinggi lapisan nipis sering merangkumi sumbangan substrat, bercakap tentang kekerasan tanpa substrat tidak ada makna.

Kedua, lihat sama ada nombor standard ujian lengkap. Kekerasan pensel harus menyatakan ASTM D3363 atau GB/T 6739; Taber harus menyatakan ASTM D4060 atau GB/T 1768; calar harus menyatakan ASTM D7027; penembusan nano harus menyatakan ISO 14577. Hanya menulis "lulus ujian kekerasan" tanpa memberi standard, tidak mempunyai kebolehbandingan.

Ketiga, lihat sama ada "tiga elemen" Taber dikunci. Model roda geser, beban, bilangan putaran—jika mana-mana satu tiada maka mg/1000 putaran tidak boleh dibanding secara melintang. Lapisan nipis juga harus menyatakan sama ada menggunakan skim beban ringan dan putaran sedikit, untuk mengelak menggeser menembus substrat dan mengelirukan kesimpulan.

Keempat, lihat sama ada laporan ujian pihak ketiga dengan cop disediakan. Nombor pada kad promosi sering dari keadaan paling menguntungkan, laporan pihak ketiga akan mendedahkan substrat sebenar, ketebalan filem dan mod kegagalan, merupakan bukti asas penerimaan.

Kelima, lihat sama ada kekerasan adalah petunjuk berganda. Produk tahan lasak yang layak harus memberikan kekerasan pensel (pemeriksaan pantas) dan kekerasan intrinsik (penembusan nano GPa) serentak, kedua-duanya berbeza dimensi, tidak boleh tukar, tetapi saling melengkap untuk menjelaskan "keras di mana".

Keenam, lihat hubungan rintangan haus dan lekatan. Hayat rintangan haus bukan sahaja bergantung pada kekerasan permukaan, lebih bergantung pada ikatan filem-substrat. Semasa penerimaan, kekatan grid calar (GB/T 9286 / ISO 2409) harus disenaraikan sama dengan rintangan haus, kekerasan tinggi tunggal tetapi lekatan lemah, di tapak masih akan mengelupas sekeping.

Ketujuh, berwaspada dengan kata-kata "9H serba boleh". 9H hanyalah hujung skala pensel, tidak sama dengan kekerasan tinggi sains bahan, juga tidak sama dengan rintangan hentaman, rintangan lenturan. Cat automotif, plastik fleksibel, substrat boleh lentur harus lebih memberi perhatian pada beban kritikal calar dan keanjalan, bukan sekadar mengejar gred H tinggi.

Kelapan, berwaspada dengan hanya memberi puncak tanpa keadaan berterusan. Jika data hanya menanda "tahan suhu tertentu" tanpa suhu penggunaan berterusan dan kitaran kejutan haba, rujukan untuk keadaan kerja suhu tinggi adalah terhad—walaupun ini tergolong dalam kategori rintangan suhu, tetapi dalam penilaian rintangan haus adalah sama: harus bertanya jelas sama ada seketika atau jangka panjang, keadaan ideal makmal atau keadaan kerja sebenar.

Menggunakan lapan perkara di atas sebagai soal selidik pembekal, pada asasnya dapat menapis kebanyakan besar kenyataan keterlaluan, mendapat petunjuk sebenar yang boleh ditulis ke dalam spesifikasi teknikal.

Dua Belas, Salah Tafam Biasa di Tapak dan Pembetulan

Di tapak kejuruteraan, salah tafam tentang kekerasan dan rintangan haus cat nano kerap berlaku, di sini dikumpul dan dibetulkan beberapa situasi paling tipikal, membantu kakitangan teknikal mengelak jalan sesat semasa komunikasi dan penerimaan.

Salah tafam satu ialah "kekerasan tinggi sama dengan rintangan haus baik". Hakikatnya kekerasan hanya mencerminkan keupayaan rintang ubah bentuk plastik, rintangan haus juga bergantung pada kekenyalan, ikatan filem-substrat dan pekali geseran. Lapisan nipis yang sangat keras tetapi rapuh, mungkin retak pada hentaman atau lenturan pertama, jauh kurang tahan berbanding sistem yang agak lembut tetapi fleksibel.

Salah tafam dua ialah "pensel 9H boleh banding melintang semua produk". Oleh kerana kaedah pensel bergantung pada substrat dan ketebalan filem, jenama berbeza jika substrat ujian berbeza, 9H tidak setara. Perbandingan melintang sebenar mesti berasaskan prasyarat substrat sama, ketebalan filem sama, standard sama, jika tidak hanyalah permainan nombor.

Salah tafam tiga ialah "kehilangan berat Taber kecil mewakili hayat panjang". Untuk cat nano hidrofobik dan autobersih, kegagalan fungsi sering mendahului kehilangan jisim—struktur mikro-nano permukaan digeser rata, sudut sentuhan menurun, walaupun cat tidak berkurang berat ketara tetapi telah hilang keupayaan hidrofobik. Oleh itu cat berfungsi harus menambah pemantauan perubahan sudut sentuhan dengan geseran, bukan hanya melihat miligram.

Salah tafam empat ialah "dengan cat nano tidak perlu pra-rawatan". Tidak kira cat sekeras mana, lekatan datang dari pra-rawatan dan padanan. Mengabaikan pasir sembur, nyahgris dan terus salut, lapisan nipis kekerasan tinggi sebaliknya lebih mudah mengelupas sekeping kerana antara muka lemah. Menganggap kekerasan sebagai ubat sepunya, adalah punca akar kegagalan tapak paling kerap.

Menulis empat jenis salah tafam ini ke dalam latihan dalaman dan soal selidik pembekal, dapat mengurangkan secara ketara ralat pemilihan akibat salah tafam petunjuk, juga membiarkan nilai sebenar cat nano dimainkan dalam keadaan kerja betul.

Soalan Lazim

Soalan: Adakah "9H" yang dipromosikan cat nano sama dengan 9H dalam standard kekerasan pensel?

Jawapan: Ya skala sama (hujung 9H ASTM D3363 / GB/T 6739), tetapi mesti difahami sebagai "gred rintang bajak pensel yang diukur pada substrat, ketebalan filem, keadaan pengerasan tersebut", bukan kekerasan intrinsik bahan (GPa). 9H tinggi lapisan nipis sering merangkumi sumbangan substrat, tidak boleh ditafsir secara terasing.

Soalan: Bolehkah kekerasan pensel 9H ditukar kepada nilai GPa penembusan nano?

Jawapan: Tidak boleh. Kedua-duanya berbeza dimensi dan mekanisme: kekerasan pensel adalah gred rintang calar relatif, penembusan nano memberikan kekerasan penembusan GPa dan modulus elastik. Kini tiada formula tukar 9H↔GPa yang diiktiraf industri, dokumen ketat harus lapor secara berasingan.

Soalan: Mengapa lapisan nano nipis terus guna Taber ukur rintangan haus sering tidak tepat?

Jawapan: Kerana ketebalan filem hanya ratusan nanometer hingga beberapa mikron, roda geser beban standard akan menggeser tembus filem ke substrat dalam ratusan putaran, kehilangan berat terutama mencerminkan "sama ada digeser tembus" bukan "hayat rintangan haus", dan sangat dipengaruhi model roda geser, beban, bilangan putaran, mesti beban ringan atau tukar kaedah calar.

Soalan: Dalam ujian calar ASTM D7027, apa yang diwakili Lc1 dan Lc2?

Jawapan: Lc1 adalah beban kritikal munculnya kegagalan kelihatan pertama (retak/permulaan mengelupas), Lc2 adalah beban kritikal cat mengelupas luas, substrat terdedah. Kedua-duanya lebih tinggi, biasanya menunjukkan prestasi gabungan rintang calar dan ikatan filem-substrat lebih baik.

Soalan: Semasa melapor data rintangan haus Taber, syarat minimum apa yang harus dinyatakan untuk kebolehbandingan?

Jawapan: Sekurang-kurangnya nyatakan model roda geser (seperti CS-10/CS-17), beban (seperti 500 g atau 1000 g/lengan), bilangan putaran (seperti 1000 putaran) serta ketebalan dan substrat papan. Tiada mana-mana satu, mg/1000 putaran produk berbeza tidak boleh banding terus.

Soalan: Cat nano sangat nipis, adakah hanya boleh guna penembusan nano nilai, kaedah pensel langsung tidak guna?

Jawapan: Tidak. Kaedah pensel masih cara murah dan pantas untuk pemeriksaan tapak dan keluar, masalahnya ia memberi gred relatif dan bergantung substrat. R&D dan analisis kegagalan tambah penembusan nano/calar nano, kedua-duanya pembahagian kerja bukan penolakan.

Soalan: Cat seramik nano sama disalut pada plat keluli dan plastik, kekerasan pensel akan bezanya banyak?

Jawapan: Mungkin bezanya beberapa gred. Lapisan nipis sendiri tidak cukup memikul beban, sebahagian beban ditanggung substrat; substrat lembut (seperti PP, ABS) akan buat nilai laporan cat sama menurun ketara, inilah sebab "mesti ikat substrat lapor kekerasan".

Soalan: Semasa pilih cat nano, selain kekerasan apa lagi item ujian harus lihat?

Jawapan: Harus lihat sekali ketebalan filem, lekatan (grid calar GB/T 9286 / ISO 2409), kabus garam (GB/T 1771 / ASTM B117), sudut sentuhan (hidrofobik autobersih), rintang suhu dan kejutan haba, serta sama ada menyediakan laporan pihak ketiga dengan nombor standard.

Soalan: Cat sama pada papan ujian pembekal dan pada komponen kita kekerasan bezanya, yang mana jadi rujukan?

Jawapan: Kedua-duanya mungkin "tepat", tetapi keadaan ujian bezanya. Pembekal selalunya ukur di bawah substrat ideal dan ketebalan filem optimum, manakala komponen pihak anda substrat, pra-rawatan, lengkung pengerasan berbeza, kekerasan lapisan nipis secara semula jadi berubah. Harus ambil nilai ulang ukur pada komponen sebenar sebagai asas penerimaan, dan kunci substrat serta ketebalan filem.

Soalan: Cat nano kekerasan sangat tinggi, adakah boleh abaikan primer dan rawatan permukaan?

Jawapan: Tidak. Kekerasan tinggi tidak mewakili ikatan filem-substrat kuat, pasir sembur, nyahgris dan lain-lain pra-rawatan menentukan asas lekatan; dalam senario struktur keluli masih perlu buat padanan ikut idea ISO 12944. Abaikan pra-rawatan sering menyebabkan lapisan nipis kekerasan tinggi mengelupas awal sekeping.

Bacaan Lanjutan

• Pengesanan dan pencirian cat nano: saiz zarah, Zeta, ketebalan filem dan kekerasan
• Teknologi SiO₂ nano dan cat hidrofobik/penambah kekerasan
• Cat atas poliuretana alifatik dan aromatik: perbandingan rintang cuaca, kilau dan kekuningan