ASTM C1895 莫氏划痕硬度測定標準測試方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 發布的《ASTM C1895 莫氏划痕硬度測定標準測試方法》標準描述了一種用於測定瓷磚、玻璃磚和其他硬質表面莫氏划痕硬度的測試方法。莫氏刮痕硬度是測定磁磚耐刮擦性能的有效工具。耐刮擦性能的測定方法是，先用已知硬度的工具嘗試刮擦瓷磚表面，然後目視觀察瓷磚表面。

這些測試中使用的設備包括：

• 硬度計。
• 硬度計滑軌：用於將硬度計保持在 70 度±5 度角的固定裝置。滑軌應能對硬度計點施加 3,2 公斤±0,2 公斤的力，使其與試樣接觸。這可以透過在滑軌上添加輔助重量來實現。滑軌應配備手柄，以協助將硬度計拉過試樣。施加所需力所需的總重量取決於滑軌的總重量，如果使用輔助重量，則取決於其在滑軌上的位置。
• 珠寶商的放大鏡或其他適當的放大裝置。
• 磨刀石：由適合磨礪工具的材料製成的表面。眾所周知，鑽石塗層磨刀石以及氧化鋁或剛玉製成的磨刀石效果良好。
• 可選染色溶液，例如1％亞甲基藍溶液。

測試樣品必須至少包含一塊磁磚。尺寸不超過 15 公分 x 15 公分的測試樣品應保留不切割，以便進行測試。邊長超過 15 公分的樣品，為了方便使用，可以切割至不少於 15 公分。

硬度計尖頭會隨著使用而磨損。測試前，請用放大鏡檢查尖頭，確保尖頭鋒利且錐度均勻。硬度計尖頭可能需要打磨以去除磨平點或瑕疵。若要打磨硬度計尖頭，請取下硬度計尖頭並將其放入電鑽夾頭中。將硬度計尖頭與磨石保持約 20 度角，然後使用電鑽旋轉硬度計尖頭。摩擦產生的過熱會改變尖頭的硬度。為防止過熱，請保持磨石濕潤，並且打磨時間不要超過 10 秒。

簡而言之，ASTM C1895 是一種標準測試方法，旨在評估瓷磚、玻璃磚和其他硬表面的莫氏刮痕硬度。該方法確定哪種標準礦物（基於莫氏硬度）可以在特定條件下在樣品表面產生明顯的划痕。該標準提供了一種簡單且可重複的方法來測量材料的抗划痕性，並將其與莫氏硬度標準（從滑石等較軟的礦物到最硬的剛玉）進行比較。

此方法廣泛應用於品質控制、材料選擇和研究，特別是在建築、陶瓷、航空航太、電子和塗料行業。

一般來說，該測試方法包括以下步驟：

• 表面準備：根據標準說明清潔和準備材料。
• 刮痕測試：使用一組已知莫氏硬度的參考礦物，以可控制的力在每個礦物表面進行刮痕。
• 目視檢查：觀察者檢查表面上可見哪些礦物質。
• 硬度等級：莫氏硬度值由產生明顯刮痕的最硬礦物決定。

該測試依賴於對錶面痕跡的視覺檢測，因此操作人員的一致性和適當的照明至關重要。由於此測試並不能解決所有安全問題，因此使用者應配戴適當的個人防護裝備並遵守實驗室規程。

弗里德里希·莫斯是一位德國礦物學家，他因發明了用於測量礦物硬度的莫氏硬度表而聞名。此硬度表根據礦物之間相互刮擦的能力對礦物進行分級。這是一種簡單而有效的測定和比較天然材料硬度的方法。

莫氏硬度是最早實用且系統化的礦物分類方法之一，它使硬度測試在現場變得便捷且易於重複。雖然如今已有更精確的硬度測試方法，但莫氏硬度仍然是礦物學和材料工程中的一個基本概念。

經典莫氏硬度表上每種礦物的硬度等級（每種礦物都可以刮掉）如下：

• 1 = 滑石粉：嬰兒爽身粉
• 2 = 石膏：白堊，乾牆
• 3 = 方解石：石灰石，tums
• 4 = 螢石：螢石晶體
• 5 = 磷灰石：琺瑯質
• 6 = 正長石：花崗岩中的長石
• 7 = 石英：沙子、玻璃
• 8 = 黃玉：一些珍貴的寶石
• 9 = 剛玉：藍寶石、紅寶石
• 10 = 鑽石：已知最堅硬的天然材料

莫氏刮痕硬度非常重要，因為它提供了一種快速實用的方法來評估材料的耐刮擦性。這直接影響材料的耐久性、功能和外觀，尤其是在實際使用中。此方法被認為很重要，原因如下：

• 耐用性和耐磨性：莫氏硬度較高的材料能夠更好地抵抗表面損傷。它們適用於地板、檯面、瓷磚、飾面、鏡片和電子產品等日常接觸、磨損或摩擦可能導致刮傷的領域。例如，硬度為 7 以上的磁磚不易被沙子（石英）刮傷。手機螢幕需要硬度高於 6 才能抵抗硬幣或鑰匙的刮擦。
• 材料選擇與設計：幫助設計師選擇適合人流大、磨損嚴重的環境（例如醫院、大眾運輸、廚房）的材料。例如，在選擇用於太陽能電池板或窗戶的玻璃時，必須能夠抵抗風吹灰塵（通常是石英基）造成的刮擦。
• 品質控制與標準合規性：ASTM C1895 及類似標準採用莫氏硬度來確保產品符合耐刮擦規格。標榜耐刮的磁磚必須通過硬度等級測試，才能驗證其功效。
• 野外礦物鑑定：在地質學和採礦學中，這是一種快速、低技術含量的未知礦物鑑定方法。地質學家可以用已知物體（例如刀或指甲）刮擦礦物來估算其硬度。

因此，ASTM C1895 是一種廣泛使用的測試方法，使用莫氏硬度來評估材料的耐刮擦性。它簡單易用、價格實惠，並且適用於陶瓷和硬質表面，使其成為各行各業品質控制和規範制定的寶貴工具。

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