水晶耐磨程度测试需通过多种方法评估其硬度与抗划伤性能,具体方法如下:
1. 莫氏硬度测试
水晶(天然石英)的莫氏硬度为7,可通过标准矿物划痕法测试。用硬度6-8的矿物(如正长石、黄玉)垂直加压划过水晶表面,观察是否留下划痕。实验室需控制划痕力度(通常9.8N负荷),确保结果可比性。
2. Taber耐磨试验
采用磨损试验机(如CS-10橡胶轮搭配H-18磨料),以500g负荷旋转1000次后测定质量损失。水晶的质量损失率应<0.5mg/1000转,优于普通玻璃(2-3mg/1000转)。
3. 落砂试验(ASTM D968)
将标准硅砂(50-70目)通过漏斗从1m高度冲击水晶表面,直至出现可见划痕。优质水晶耐砂量>5000g,而普通玻璃通常在2000g左右失效。
4. 纳米压痕仪测试
使用Berkovich压头测量硬度(HV),石英晶体HV约为12GPa,微米级划痕测试可分析塑性变形阈值。数据需结合SEM观察微观裂纹扩展情况。
知识扩展:
人造水晶(如施华洛世奇)可能通过添加氧化铝将硬度提升至8.5,但会降低透光率。
长期磨损会导致水晶表面能升高(接触角减少15°),影响疏水性能。
工业应用需考虑疲劳磨损,高频摩擦10万次后,水晶表面粗糙度(Ra)应控制在<0.1μm。
测试注意事项:湿度需保持40%±5%,避免环境因素干扰数据。