ASTM D2240 橡膠性能標準測試方法 - 硬度計硬度

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的標準「ASTM D2240 橡膠特性標準測試方法 - 硬度計硬度」定義了十二種橡膠硬度測量設備，稱為硬度計，分別稱為 A、B、C、D、DO、E、M、O、OO、OOO、OOO-S 和 R 型：

該標準還包括確定熱塑性彈性體、硫化（熱固性）橡膠、彈性體材料、蜂巢材料、凝膠狀材料和某些塑膠等材料的壓痕硬度的程序。

但此測試方法與ASTM D1415《橡膠性能標準測試方法-國際硬度》中定義的其他壓痕硬度方法和儀器類型不等效，不適用於塗層織物的測試。

用於確定品質、力或尺寸的所有材料、裝置或設備必須可追溯至國家標準與技術研究院或其他性質相似的國際認可組織。

此測試方法允許基於初始壓痕、指定時間後的壓痕或兩者進行硬度測量。用於確定材料最大硬度的硬度計，如果使用最大讀數，則可能會得到較低的硬度讀數。

M 型硬度計或顯微硬度計的測量程序適用於因尺寸或結構原因通常無法透過其他類型硬度計測量的試樣。 M 型硬度計設計用於測試厚度或橫截面直徑為 1,25 毫米或更大的試樣，但尺寸較小的試樣也可在本文規定的條件下成功使用，且 M 型硬度計的硬度範圍為 20 至 90。對於硬度計硬度範圍與規定範圍不同的試樣，應使用其他適當的測量程序來測定硬度計硬度。

此測試方法依賴於在特定條件下將特定類型的壓頭壓入材料時的壓入度。壓痕硬度與壓入度成反比，取決於材料的彈性模量和黏彈性行為。壓痕的幾何形狀和施加的力都會影響測量結果，因此，使用一種硬度計獲得的測量值與使用另一種硬度計或其他用於測量硬度的儀器獲得的測量值之間不存在簡單的關係。此測試方法主要是一種用於控制目的的實驗測試。透過此測試方法測定的壓痕硬度與被測材料的任何基本特性之間不存在簡單的關係。

這些測試中使用的硬度計的壓腳配置和總面積如果有顯著差異，則會產生不同的結果。在比較同一類型的硬度計測量結果時，建議使用壓腳配置和總面積相似的硬度計進行比較，並在硬度測量報告中註明壓腳配置和尺寸。

A、B、C、D、DO、E、O、OO、OOO 和 OOO-S 型壓腳，其孔徑符合標準規定（用於容納凹槽的突出部分），孔中心距壓腳任何邊緣至少 6,0 毫米。當壓腳不是扁平圓形設計時，其面積不得小於 500 平方毫米。

硬度計是衡量材料硬度的指標，通常用於測量聚合物、彈性體（例如橡膠）和一些軟塑膠。它衡量材料抵抗壓痕的能力。硬度是透過在材料上壓出一個標準壓痕來測量的。硬度值越高，材料越硬，數值越低，材料越軟。

最常見的硬度計標尺是：

• 蕭氏 A：適用於較軟的材料，例如橡皮筋、鞋底或軟彈性材料。
• 肖氏 D：適用於較硬的塑膠和硬橡膠。

硬度計不測量彈性、回彈性或韌性；它僅測量對錶面壓痕的抵抗力。它常用於確保汽車、鞋類、消費品和工業設計等行業零件的良好手感和功能。

就橡膠特性而言，硬度是指材料在受力時抵抗表面變形或壓痕的能力。它是橡膠化合物在實際應用中表現的關鍵指標之一。

橡膠的硬度是指：

• 表面觸感和柔韌性：較低硬度（例如 30-50 肖氏 A 硬度）表示材質柔軟、柔韌且易於壓縮。這種材料適用於需要以最小力度進行緩衝或密封的應用（例如 O 型環、軟墊圈）。相反，較高硬度（例如 70-90 肖氏 A 硬度）則適用於需要更硬、更不易壓縮且更堅固觸感的應用（例如結構或承重部件）。
• 磨損和耐用性：較硬的橡膠通常具有更好的耐磨性和在壓力下的形狀保持性，但硬度過高會降低減震和密封效果。
• 壓縮變形和密封：較軟的橡膠更貼合表面，非常適合密封。較硬的橡膠密封性可能較差，但能更好地抵抗負載下的永久變形。

ASTM D2240 標準非常重要，因為它是測量橡膠、彈性體和塑膠硬度的標準測試方法。它提供了統一可靠的程序，可確保不同材料、產業和實驗室的硬度測量結果保持一致。

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