硬度作為材料的一種性能，是表示固體表面上，在一個(gè)小的或很小的體積抵抗彈性變形、塑性變形的能力，是耐磨性能的一種表征。硬度測(cè)試是檢查產(chǎn)品質(zhì)量以及確定合理加工工藝的重要手段，對(duì)機(jī)械及工程設(shè)計(jì)具有特別重要的意義。
硬度測(cè)量值不僅取決于材料本身的性質(zhì)，同時(shí)也取決于測(cè)量方法和測(cè)量時(shí)的條件。不同的測(cè)量方法或相同的測(cè)量方法不同的測(cè)量條件，對(duì)于同一材料所測(cè)得的硬度值，其數(shù)值往往不同，甚至是不能相互比較的。
硬度的測(cè)量方法很多，按負(fù)荷性質(zhì)來(lái)分有靜力硬度試驗(yàn)法（如布氏、洛氏、維氏、劃痕硬度等）；動(dòng)力硬度試驗(yàn)法（如肖氏、手錘布氏硬度等）。
在靜力壓入試驗(yàn)方法中，布氏硬度是應(yīng)用廣泛、使用歷史長(zhǎng)的硬度方法之一。該方法是用一定直徑的鋼球作壓頭，在一定靜負(fù)荷作用下，垂直壓入試樣表面，其硬度值
，維氏硬度與布氏硬度試驗(yàn)方法相似，其區(qū)別在于維氏硬度試驗(yàn)所用壓頭為面角136℃的正方形金剛石壓頭，其硬度值 
當(dāng)硬度值小于450時(shí)，HV=HB，當(dāng)硬度值大于450時(shí)，HBV，這就是由于布氏硬度所用鋼球產(chǎn)生了變形，造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確的緣故。而工程陶瓷是一種高硬度材料，用布氏硬度測(cè)定方法顯然是不適宜的。
洛氏硬度是以規(guī)定的鋼球或以錐角為120°頂端半徑為0.2或0.1mm的金剛石圓錐體為壓頭。該方法適用于各種軟、硬材料。
對(duì)工程陶瓷而言，目前較常用的方法是維氏硬度和洛氏硬度測(cè)定方法。洛氏硬度測(cè)定使用的負(fù)荷較大，易損壞壓頭，因此工程陶瓷硬度測(cè)定方法選用了小負(fù)荷維氏硬度測(cè)定方法。維氏硬度計(jì)測(cè)定結(jié)果不僅取決于試樣的材料特性，同時(shí)與試驗(yàn)條件密切相關(guān)，因此在進(jìn)行測(cè)定時(shí)必須嚴(yán)格遵照有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定。試驗(yàn)條件包括試樣表面的制備加工，試驗(yàn)負(fù)荷的選擇、負(fù)荷的施加速度、壓痕的測(cè)量等等，對(duì)其中任何一項(xiàng)的疏忽，都將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的失真。
一、試樣的制備
被測(cè)材料試樣的選擇是相當(dāng)重要的一環(huán)，不合規(guī)格的試樣，將會(huì)導(dǎo)致虛假的試驗(yàn)結(jié)果。在進(jìn)行硬度測(cè)定時(shí)，試樣兩面須要平行，表面平整、光潔，才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。試樣表面后加工程度，可以隨負(fù)荷和試驗(yàn)中使用的放大倍數(shù)而改變，終目的是達(dá)到壓痕在顯微鏡視域中能清晰可見(jiàn)，便于測(cè)量。試樣表面粗糙度規(guī)定為0.8μm以下，一般用1μm的研磨膏拋光方可達(dá)到要求。
試樣試驗(yàn)面與相對(duì)面要平行，若試驗(yàn)面處于傾斜狀態(tài)，其壓痕會(huì)出現(xiàn)明顯的不對(duì)稱(chēng)（圖2），兩對(duì)角線長(zhǎng)度誤差太大，給硬度測(cè)量帶來(lái)誤差。本試驗(yàn)中規(guī)定試樣的平行度為±0.005mm/cm2。
試樣的厚度一般規(guī)定為不小于壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的1.5倍或不小于壓痕深度的10倍。過(guò)薄的試樣在一定負(fù)荷作用下會(huì)出現(xiàn)變形。在試驗(yàn)中，試樣低允許厚度與其硬度值和所選取的試驗(yàn)負(fù)荷之間的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖3）。
從圖中看出負(fù)荷愈大所需試樣愈厚，才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。曾用厚度為1mm的Sialon試樣在49N的負(fù)荷下進(jìn)行了維氏硬度試驗(yàn)，試樣未出現(xiàn)變形。由此可見(jiàn)在負(fù)荷49N的作用下試樣厚度1mm即可達(dá)到試驗(yàn)要求。
二、負(fù)荷大小的選擇
一般選用負(fù)荷所得壓痕深度（h）不得大于試樣厚度的十分之一。壓痕深度（h）約為壓痕對(duì)角線（d）的七分之一。在試樣厚度允許的范圍內(nèi)，盡量采用較大負(fù)荷，以便獲得較大尺寸的壓痕，從而減小測(cè)量的相對(duì)誤差。選取試驗(yàn)負(fù)荷時(shí)不僅要針對(duì)被測(cè)材料的厚度而定，同時(shí)，還應(yīng)考慮材料的硬度范圍（圖4）。對(duì)于硬度較低的材料用小負(fù)荷，而對(duì)于硬度較高的碳化物和氮化物試樣則需選用較大負(fù)荷。本試驗(yàn)對(duì)Sialon、復(fù)合氮化硅材料、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯等材料的試樣經(jīng)加工、拋光、制成光潔表面，采用4.9、9.8、29.4、49、98N（0.5、1、3、5、10kgf）的負(fù)荷，對(duì)每個(gè)試樣在不同的負(fù)荷下制作五個(gè)壓痕點(diǎn)，試驗(yàn)力保持時(shí)間為10秒，放大倍數(shù)為200倍，取其對(duì)角線的平均值計(jì)算硬度值。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、圖4。
會(huì)員_a.png)