岛津SHIMADZU精密自动转换显微维氏硬度计的产品特性和工作原理

⚙️ 一、产品特性

1. 全自动化操作

• 试验力自动转换：通过软件或触摸屏预设载荷（范围覆盖0.098mN至19.61N），设备自动切换不同试验力，适应从超软到超硬材料的测试需求。

• 镜头与压头自动切换：最多支持4个物镜和2个压头（如维氏金刚石压头），根据测试条件自动切换，减少人工干预。

• 连续多点测试：型号（如HMV-G-FA）可编程设定5000个测试点坐标，自动完成大样本扫描。

2. 高精度测量系统

• 光电传感器测量（G30系列）：40倍物镜下分辨率达0.01μm，有效测量范围250μm。

• CCD图像分析（G21/G31系列）：40倍物镜时分辨率0.09μm，自动捕捉压痕图像并计算对角线长度。

• 压痕识别技术：

• 位移与载荷控制：DUH-211S型号采用电磁力加载，位移精度0.0001μm，支持动态硬度分析（如弹性模量评估）。

3. 智能控制与数据处理

• 交互界面：G30系列配备彩色LCD触控屏直接设定参数；G21/G31系列通过电脑软件控制，支持测试条件存储和压痕图像保存。

• 多硬度标尺兼容：自动计算维氏（HV）、布氏（HB）、努氏（HK）硬度值，并支持洛氏硬度（HRC）换算。

4. 安全与扩展功能

• 防碰撞设计：配备物镜和压头保护机制，避免操作失误导致的损坏。

• 大行程样品台：X/Y方向移动范围达25–50mm，适应不同尺寸样品定位。

🔬 二、工作原理

1. 维氏硬度测试基础
   采用正四棱锥金刚石压头（顶角136°）在预设载荷下压入样品表面，保持时间可调（0–999秒），卸载后测量压痕对角线长度，通过公式计算硬度值：

   $$HV=\frac{0.102\times F}{d^2}$$

   其中 $F$ 为试验力（N）， $d$ 为压痕对角线平均值（mm）

2. 自动化测试流程
   步骤1：参数设定 → 用户通过触屏或软件选择载荷、保持时间、测试位置。
   步骤2：自动转换机构 → 设备切换匹配的物镜和压头，移动样品台至目标位置
   步骤3：压痕生成与测量 → 压头加载后，系统通过光学传感器或CCD摄像头捕获压痕图像，自动识别对角线并计算硬度值。
   步骤4：数据输出 → 结果实时显示，支持导出报告或图像存档。

3. 关键技术应用

• 动态硬度分析（DUH-211S）：在压入过程中实时监测深度与载荷变化，绘制应力-应变曲线，用于评估材料弹塑性

• 边缘检测功能（HMV-G-FA）：软件自动识别样品边缘，避免无效测试点

📊 三、应用场景与型号对比

💎 四、典型应用领域

• 微电子工业：集成电路焊点、金属膜厚度硬度测试

• 生物医学：人造牙齿、骨植入物表面硬度评估。

• 材料研发：陶瓷涂层、工程塑料的耐磨性分析，金属渗碳层深度检测

• 质量控制：硬质合金刀具、精密弹簧钢丝的批量硬度验证

岛津显微维氏硬度计通过自动化设计显著提升测试效率（如HMV-G-FA完成单点测试仅需数秒），其模块化结构也支持扩展压头或传感器以适应特殊需求