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在材料高溫硬度測(cè)試領(lǐng)域，當(dāng)環(huán)境溫度攀升至閾值，常規(guī)金剛石壓頭便暴露出致命短板。若測(cè)試溫度過600℃至800℃，定制高溫金剛石壓頭便從可選項(xiàng)變?yōu)檫x項(xiàng)。這背后，是材料物理化學(xué)與測(cè)試精度要求共同決定的硬道理。
在空氣中加熱至700℃以上，金剛石便會(huì)發(fā)生明顯的氧化和石墨化，導(dǎo)致表面磨損、強(qiáng)度驟降，壓頭失效。若溫度更高，在750℃至800℃區(qū)間，金剛石晶體內(nèi)的催化劑材料會(huì)因熱膨脹系數(shù)差異引發(fā)內(nèi)應(yīng)力，加劇裂紋產(chǎn)生與石墨化進(jìn)程。常規(guī)壓頭在高于600℃的非真空環(huán)境下易石墨化，甚至因接觸高溫被測(cè)材料時(shí)的溫度急變而碎裂。
針對(duì)惡劣高溫，定制方案可選用藍(lán)寶石壓頭，耐受1300℃以下溫度而性能穩(wěn)定；或選用立方氮化硼壓頭，在1000℃以下耐氧化性優(yōu)于金剛石。通過氯化鈦、類金剛石碳膜等鍍層隔絕氧氣，延緩金剛石氧化。Ti或Ti-Cr合金鍍層耐氧化溫度可達(dá)1024℃以上。定制壓頭柄部選用鉬等與金剛石熱膨脹系數(shù)更匹配的基體材料，避免高溫下因膨脹差異導(dǎo)致結(jié)合界面松動(dòng)。在1400℃高溫和50Kg試驗(yàn)力下，定制壓頭仍能保證鑲嵌牢固、無相對(duì)位移。
因此，當(dāng)測(cè)試環(huán)境跨越常規(guī)壓頭的溫度紅線，定制高溫金剛石壓頭絕非錦上添花，而是確保測(cè)試精度與設(shè)備壽命的務(wù)實(shí)之選。
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