ICS19.060 N 71 备案号：53712—2016
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T12721—2016
固体材料原位纳米
压痕/划痕测试仪 技术规范
In-situnano-indentation/scratchtestinginstrumentsforsolidmaterials
-Technicalspecification
2016-06-01实施
2016-01-15发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共和国
机械行业标准固体材料原位纳米
压痕/划痕测试仪技术规范
JB/T12721—2016
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机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
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210mm×297mm·1.25印张·36千字
2017年4月第1版第1次印刷
定价：21.00元
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书号：15111·13790 网址：http：//www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379399 直销中心电话： （010)88379399 JB/T12721—2016
目 次
前言 1范围.. 2规范性引用文件. 3术语和定义及符号 3.1术语和定义 3.2符号... 4技术要求.. 4.1环境与工作条件 4.2一般要求... 4.3压痕/划痕装置 4.4压头. 4.5 成像装置、 4.6 试验循环时间， 4.7 综合性能 4.8 安全保护装置. 4.9 耐运输颠簸性能， 4.10 电气设备.. 4.11 其他要求， 5检验方法. 5.1 检验条件.. 5.2 检验用器具.. 5.3一般要求的检查， 5.4压痕/划痕装置的检测 5.5 压头的检测. 5.6 成像装置的检测 5.7 试验循环时间的检测 5.8 综合性能的检测， 5.9安全保护装置的检测 5.10 耐运输颠簸性能试验
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5.11 电气设备的检测. 5.12 其他要求的检测， 6检验规则. 6.1 出厂检验 6.2 型式检验... 6.3判定规则. 7标志与包装 7.1标志 7.2 包装..
I JB/T12721—2016
图1 压头合理设计的典型示例，图2 维氏金刚石正四棱锥体压头的棱锥角图3 压头顶端交线示意图图4 压头顶端曲率半径示意图图5 玻氏压头、改进型玻氏压头和直角立方体压头的棱锥角图6 圆锥压头几何特征示意图图7 测量金刚石圆锥压头圆锥体轴线倾斜角示意图
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表 1 符号、单位和说明. 表2 轴向试验力的最大允许示值相对误差和示值相对重复性表3 压痕深度测量装置的估测能力和最大允许误差表4压头用硬质合金球直径的极限偏差表5 圆锥压头的尺寸极限偏差
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II JB/T12721—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国试验机标准化技术委员会（SAC/TC122）归口。 本标准起草单位：吉林大学、长春机械科学研究院有限公司、泉州市丰泽东海仪器硬度块厂。 本标准主要起草人：赵宏伟、王学智、徐利霞、张金伟、任露泉、王雷、黄虎、郑永杰。 本标准为首次发布。
III JB/T12721—2016
固体材料原位纳米
压痕/划痕测试仪技术规范
1范围
本标准规定了原位纳米压痕/划痕测试仪的术语和定义及符号、技术要求、检验方法、检验规则、 标志与包装。
本标准适用于通过成像装置进行原位监测的固体材料原位压痕硬度、划痕硬度和材料参数试验用的原位纳米压痕/划痕测试仪（以下简称测试仪）。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2611—2007试验机通用技术要求 GB/T21838.1--2008金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第1部分：试验方法 GB/T21838.2-一2008金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第2部分：试验机的检验
和校准
GB/T21838.3金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第3部分：标准块的标定 GB/T22458仪器化纳米压入试验方法通则 JB/T6147--2007试验机包装、包装标志、储运技术要求
3术语和定义及符号
3.1术语和定义
GB/T22458界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
固体材料solidmaterial 常温下以固体状态存在的材料。常见的固体材料有金属材料、无机非金属材料和高分子材料等。
3.1.2
压痕/划痕装置 indentation/scratchunit 测试仪中通过施加轴向力和（或）横向力在试样上形成压痕或划痕的装置。
3.1.3
成像装置imagingdevice 测试仪中实现监测、追踪、显示和记录被测试样材料的组织形貌的装置。 示例：扫描电子显微镜（SEM)、X射线衍射仪、拉曼（Raman）光谱仪等。
3.1.4
原位监测 in-situ monitoring
- JB/T12721—2016
在试验过程中，测试仪通过成像装置对试样的微观变形、损伤、组织形貌等进行的全程实时监测。 3.1.5
原位纳米压痕/划痕测试仪 in-situnano-indentation/scratchtestinginstrument 在对试样进行压痕/划痕硬度试验过程中同时能够实现原位监测，且对压痕/划痕的测量能达到纳米
级水平的测试仪器。 3.1.6
试验循环 testcycle 按照所施加的力或位移等随时间变化函数而规定的、在试样同一位置进行的一系列操作（包括压头
趋近试样表面，单次或多次施加力、保持力和卸除力等）。 3.1.7
仪器柔度 instrumentcompliance 在所施加的单位压入力的作用下，机架、压头主轴、压头、试台、砧座等的总变形。
3.1.8
压头面积函数 文indenterareafunction 沿压头轴线上一点截面积的投影面积与压头顶点至该截面距离之间的函数关系。
3.1.9
热漂移 thermal drift 由压头附近环境温度变化所引起的压头、压头主轴和试样等的膨胀或收缩而导致对压痕深度的测量
偏差。 3.2符号
本文件使用的符号、单位和说明见表1。
表1符号、单位和说明
符号 b b F F' Fai Fi F、F
单位 % 测试仪进程示值相对重复性 % 测试仪回程示值相对重复性 N 以递增力进程检测时，力的校准装置给出的标准力值 Z
说明
以递减力回程检测时，力的校准装置给出的标准力值以递增力进程检测时，测试仪的力指示装置指示的轴向试验力
Z N 以递减力回程检测时， 测试仪的力指示装置指示的轴向试验力 N 对同一力值点，F或3次测量的算术平均值
Fai maxFai minv Faimax、 Fai min N 对同一力值点，Fa或F3次测量中的最大值或最小值
nm 施加试验力下的压痕深度 nm 压痕深度指示装置指示的压痕深度值 nm 对同一压痕深度值点，h;3次测量的算术平均值 nm 压痕深度校准装置给出的标准压痕深度值 μm 顶端为球形的圆锥压头的球头高度 % 进程检测时，测试仪轴向试验力示值相对误差 % 回程检测时，测试仪轴向试验力示值相对误差 % 测试仪压痕深度示值相对误差 μm 维氏金刚石正四棱锥体压头顶端曲率半径（见图4） μm 用顶端为球形的圆锥压头测得的压痕深度h对应的球顶瞬时曲率半径 μm 顶端为球形的圆锥压头的球锥切点半径 (°) 金刚石三棱锥体轴线与其3个面之间的夹角（见图5） (°) 工具显微镜测量目镜中米字线的横线与圆锥压头圆锥体素线之间的夹角
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