Все о дюрометре (твердомере Шор)

Дюрометр — это прибор для измерения твёрдости или способности материала сопротивляться локальной деформации. Он часто используется для измерения твёрдости полимеров и других неметаллических материалов. Дюрометр также может называться твёрдомером Шор или дюрометром Шор, в честь Альфреда Шора, разработавшего шкалу твёрдости Шор. Термин «дюрометр» также используется для обозначения прибора для измерения твёрдости материалов.

Дюрометр — это безразмерная величина. Это означает, что твёрдость материала определяется относительно твёрдости других материалов, измеренной по той же шкале дюрометров. Значения твёрдости варьируются от 0 до 100. Материалы с более высокими значениями твёрдости твёрже материалов с более низкими значениями. Например, мяч для гольфа с твёрдостью по Шору 90A твёрже ластика для карандашей с твёрдостью по Шору 40A. Однако важно сравнивать значения твёрдости только по одной шкале. Твердость 40 по шкале Шор А — это не то же самое, что твердость 40 по шкале Шор D. Это связано с тем, что значения твёрдости относятся к материалам одной и той же шкалы, и между значениями разных шкал нет взаимосвязи.

Как провести испытание на твердость

Приведенные ниже шаги описывают, как провести испытание на твердость:

1. Определите и прикрепите к дюрометру подходящую индентирующую пластину. Шкала твёрдости по Шору, которую следует использовать, зависит от материала испытуемого образца, а форма и размер индентирующей пластины зависят от шкалы твёрдости по Шору.
2. Положите образец для тестирования на твёрдую ровную поверхность толщиной ¼ дюйма или больше.
3. Измерьте твёрдость материала по Шору, приложив дюрометр и его опорную площадку к поверхности испытуемого образца.
4. Запишите значение твердости по Шору.

Метод испытания остается неизменным независимо от того, какая шкала твердости по Шору используется.

Что такое дюрометрическая шкала

Шкала дюрометра — это классификация, описывающая твердость различных материалов, которые сгруппированы вместе на основе схожих характеристик, таких как жесткость и гибкость. Некоторые шкалы твердости (дюрометра), такие как по шору A и по шору OO, предназначены для более мягких материалов. Другие, такие как по шору D, предназначены для более твердых материалов. Значения каждой шкалы варьируются от 0 до 100, при этом материалы становятся тверже по мере увеличения их значения твердости.

Различные типы шкал Дюрометра

Существует несколько различных шкал твёрдости (дурометров), которые позволяют количественно оценить твёрдость различных материалов. ASTM D2240 — это стандартная система измерения, используемая для определения твёрдости термопластичных эластомеров (TPE), термореактивных (вулканизированных) каучуков и эластомерных материалов, среди прочих. 12 различных шкал твёрдости описаны в списке ниже:

1. А

Шкала дюрометра (твердости) по шору А, или типу А, используется для измерения мягких и гибких материалов, таких как: мягкий, вулканизированный и натуральный каучук, TPEs, гибкие термореактивные материалы и полиакрил, воск, кожа и войлок. Резиновые ленты имеют твердость около 20А, в то время как протектор шины имеет твердость около 70А.

2. С

Шкала типа C используется для «средне-твёрдых» каучуков, термоэластопластов и пластмасс и пересекается со шкалой типа D. Шкала типа C предназначена для материалов с твёрдостью выше 90B, но ниже 20D. Например, ремешок для часов, изготовленный из термоэластопласта, может иметь твёрдость 20C, или около 12D.

3. D

Шкала Шора D, или шкала типа D, используется для более твёрдых материалов, таких как твёрдый каучук и жёсткие термопласты, например поликарбонат. Например, твёрдость колеса скейтборда составляет примерно 50D, а твёрдость каски — 80D. Шкала Шора D предназначена для материалов, твёрдость которых по шкале Шора A превышает 90A.

4. B

Шкала типа B предназначена для умеренно твёрдых каучуков, термоэластопластов, волокнистых материалов и бумажных изделий. Эта шкала предназначена для материалов с твёрдостью более 90A, но менее 20D. Хотя шкала Шор D также используется для материалов с твёрдостью более 90A, шкала Шор B может использоваться для измерения твёрдости материалов в нижней части шкалы Шор D. Например, колёсики тележки для покупок имеют твёрдость 76B или примерно 90A.

5. М

Шкала типа M используется для резины, термоэластопластов и пластмасс неправильной формы и тонких материалов. В качестве примера можно привести уплотнительные кольца и прокладки. Эта шкала предназначена для материалов с твёрдостью по Шору от 20 до 85.

6. E

Дюрометр типа E используется для измерения твёрдости мягких каучуков, вспененных эластомеров и текстильных наматываемых материалов средней плотности, таких как намоточные нити и пряжа.

7. O

Шкала типа O предназначена для мягких каучуков, термоэластопластов и пластмасс, а также для текстильных обмоток средней плотности. Шкала предназначена для материалов с твёрдостью ниже 20DO.

8. ОО

Шкала типа OO предназначена для очень мягких каучуков, термоэластопластов, пластмасс, пен, губок, тканей животных и текстильных обмоток низкой плотности. Эта шкала предназначена для материалов с твёрдостью ниже 20O.

9. DO

Шкала типа DO предназначена для материалов с твёрдостью выше 90C. К ним относятся «умеренно твёрдые» каучуки, термоэластопласты и плотные текстильные обмотки.

10. OOO

Тип OOO используется для измерения невероятно мягких материалов, таких как поролон, а также поролон с открытыми и закрытыми порами.

11. OOO-S

Шкала типа OOO-S предназначена для измерения твёрдости вязкоупругих полимеров. К ним относятся такие предметы, как велосипедные сиденья, подушки для кресел и гелевые матрасы.

12. R

В отличие от других шкал, шкала R — это не шкала твёрдости по Шору, а шкала твёрдости по Роквеллу R. Шкала твёрдости по Роквеллу похожа на шкалу твёрдости по Шору, но часто используется для металлов, а не для пластмасс. Шкала R лучше всего подходит для металлов и твёрдых термоэластопластов, термопластичных и термореактивных материалов.

Три наиболее часто используемые шкалы — это шкалы A, D и OO. Хотя границы многих шкал дюрометров пересекаются (например, шкалы Шор B и Шор D, которые предназначены для материалов с твёрдостью более 90A), эти три шкалы являются всеобъемлющими и могут охватывать широкий спектр материалов с разной твёрдостью. Однако важно отметить, что значения твёрдости в разных шкалах не следует сравнивать, а значения твёрдости в разных шкалах не следует переводить.

Примеры материалов, которые часто измеряются с помощью дюрометрической шкалы

В приведённом ниже списке описаны некоторые материалы, твёрдость которых обычно измеряется с помощью дюрометра:

1. Вулканизированная резина

Вулканизированная резина — это резина, которая была упрочнена с помощью химических процессов и нагревания. Вулканизация делает резину более твёрдой и эластичной, чем традиционная резина. Твёрдость вулканизированной резины часто измеряется с помощью дюрометра, чтобы инженеры могли определить, подходит ли конкретный материал для той или иной цели. Твёрдость вулканизированной резины составляет от 30A до 70A, и она часто используется в шинах, обуви и прокладках.

2. Термопластичные эластомеры

TPE используются в нескольких областях применения — от уплотнителей и амортизаторов до подошв обуви и ласт для подводного плавания. Твердость (дюрометр) измеряется для TPEES, поскольку TPEES часто используются в высокоабразивных средах, в которых желательны как стойкость к истиранию, так и гибкость. Твердость TPE варьируется от 20A по Шору до 90A.

3. Эластомерные материалы

Эластичные материалы, как правило, представляют собой термореактивные материалы, такие как пеноматериалы, губки и каучуки, которые обладают эластичными или резиноподобными свойствами. Эластомеры часто используются в качестве клея, уплотнителей и гибких деталей в автомобилях, потребительских товарах, медицинских устройствах и т. д. Твердость часто проверяется, поскольку эти материалы используются в широком спектре областей, где важна гибкость. Твердость эластомеров чаще всего составляет от 20A до 90A.

4. Материалы для 3D-печати

Нити и полимеры для 3D-печати можно использовать для печати деталей, которые подходят для широкого спектра применений. Поэтому важно знать твёрдость этих материалов, чтобы успешно спроектировать деталь. Твёрдость материалов для 3D-печати часто выше, чем у термопластичных эластомеров и других эластомерных материалов. Твёрдость материалов для 3D-печати варьируется от 70A до 100A.

5. Ячеистые материалы

Ячеистые материалы — это пористые материалы, которые считаются либо открыто-ячеистыми, либо закрыто-ячеистыми. К ним относятся губки, пенопласт, пробка и пористые ткани низкой плотности. Ячеистые материалы часто используются в лёгкой строительной технике, для шумоподавления и поглощения энергии при столкновении. Таким образом, твёрдость определяется для того, чтобы подобрать материалы, идеально подходящие для различных целей. Твёрдость ячеистых материалов может варьироваться от 30 до 70 единиц по шкале Шора.

6. Гелеобразные материалы

Гелеобразные материалы — это материалы, обладающие свойствами как твёрдых, так и жидких веществ. К ним относятся силикагели, гидрогели и гелевые стельки для обуви. Для измерения твёрдости гелеобразных материалов используются тесты по шкале Шора. Значения твёрдости обычно находятся в диапазоне от 10 до 40 единиц по шкале Шора.

ВСЕГДА С ВАМИ РТИ 100! Производитель РТИ на заказ, по техническому заданию от проектирования до исследований и разработок, от производства до тестирования. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь напрямую с компанией РТИ 100. Электронная почта: tdpoligran@mail.ru