TriForcePencil 293 鉛筆硬度測試儀
Model : TriForcePencil 293
TriForcePencil 293 鉛筆硬度測試儀可使測試在技術上等同於 ERICHSEN 291 ，並確保在整個測試過程中，指定的作用力和角度保持不變。該儀器的導引操作簡便，排除了手動施加鉛筆壓力的影響。
近來有許多的單位逐漸在質疑鉛筆硬度計的再現性以及準確性,故有許多公司選擇使用牛頓筆, 牛頓筆, 顧名思義即為以牛頓為單位的筆型測試儀器, 其原理為利用可更換的彈簧(3N, 10N, 20N), 由調整彈簧的張力以改變對受測表面的荷重, 與鉛筆硬度計不同的是, 由於是以”力”來測試所以直接以牛頓為單位, 且與受測表面接觸為一固定硬度、形狀的鎢鋼材質半圓球所以其再現性及精確度遠較鉛筆硬度為高。 常常有人詢問: 鉛筆硬度計測出來的結果可以與牛頓筆相對照嗎? 答案是:不能! 不能的原因主要是因為鉛筆硬度計的再現性與精確度不夠高而導致, 以下為您說明: 鉛筆硬度計的再現性: 要探討鉛筆硬度計的再現性, 先要了解鉛筆硬度計的運作原理, 鉛筆硬度計的原理就是兩個物體彼此摩擦, 其中較軟的物體會受損留下痕跡, 我們就可以說較軟的物體其硬度低於另一側較硬的物體。 這就是為什麼鉛筆硬度計需要有一套各種不同硬度的鉛筆芯作為比對的依據。但是”鉛筆芯” 的主要成分是石墨和黏土的混合物。 鉛筆的硬度和顏色深淺取決於石墨和黏土的比例：石墨比例越高，筆芯越軟、顏色越黑；黏土比例越高，筆芯越硬、顏色越淺。石墨與黏土都不是純物質, 所以極有可能一支鉛筆芯某一段的硬度高於其他段的硬度, 再者, 當石墨和黏土混合的時候, 也不可能在製作中達到完全均勻混合, 所以, 用鉛筆硬度計作為硬度的判定時本來就是一個定性的, 大致的硬度比較。也就是說一支鉛筆芯的硬度並不是一個一定的數值而是常態分佈的範圍。 以下圖來舉例, 藍色線代表2H 鉛筆芯的硬度範圍, 紅色線代表4H 鉛筆芯的硬度範圍, 綠色線代表6H 鉛筆芯的硬度範圍, 紫色線代表8H 鉛筆芯的硬度範圍。今天若有一個物體的硬度是圖中的紅點, 以鉛筆硬度測試時可能被判定為 2H 3H 4H 甚至5H這對最終產品的品質測試會產生很大的爭議。 再加上, 鉛筆芯的成分, 石墨與黏土, 都會受到環境的影響而影響硬度表現, 當環境的濕度高, 石墨與黏土吸收了空氣中的濕氣, 其硬度的表現就會降低, 所以在使用鉛筆硬度計進行表面耐刮硬度測試時有許多因素需要進行考量。 相對的, 牛頓筆的分辨精度為0.1N可以為受測表面進行更精細的硬度測試結果, 其筆尖為固定的幾何形狀, 不會因為測試過程中筆尖磨耗而影響測試結果, 不會因為削鉛筆或研磨鉛筆芯的時候處理不夠精確而造成測試差異, 不會因為環境溫濕度造成筆尖本身硬度的變化, 不會因為試片或受測體面積太小而無法測試, 不會因為受測面是立體曲面而無法測試。 以上就是牛頓筆的測試結果無法與鉛筆硬度計相對比的原因, 其他還有許多會影響表面硬度測試的條件, 如表面光滑程度, 筆尖移動速度, 負載力均勻性等, 這些都有相對硬的設備與解方, 歡迎參考 以下連結並留言會有專人為您解答。 https://www.twosome.com.tw/coating-test-wear-and-hardness.htm
近年來的電子工業事實上用到許多的化工, 化學相關的產品,如: LCD面板的擴散膜, 偏光膜,, 濾光膜(CF), 增加產品外觀耐刮硬度的hard coat, OLED的螢光粉, 燃料電池的碳漿, 鋰鐵電池的碳層, 染敏太陽能電池的有機層(CIGS), 上述的產品雖然不盡相同, 但是卻有一個共同點就是將研發出來的試劑轉化為一個均勻厚度的薄膜, 而也就是利用特殊配方變成薄膜後的特性, 達到設想的目的。 業界塗佈的方法不外乎: 滾筒式, 網版式, 離心式, 以及die coater. 不論哪一種方法, 對於研發過程, 新配方的調製來說花費都相當的高, 因為生產設備一次塗佈所需的量相當的大。研發階段經常需要用到一些相當昂貴的特用原料, 50公克數千元甚至上萬元比比皆是, 如果以這樣的成本來作研發, 一次塗佈就花費數十萬元, 更何況一次塗佈出來的結果還不一定是理想的結果。所以研發單位應該要做小試量的塗佈才可以減經研發的成本與研發的時間。 刮刀式塗佈可以做到+/-1微米(um)的均勻度, 最薄的均勻膜, 根據試劑的配方也可以達到奈米級的厚度, 所需的調配後的試劑也只需要1~2cc, 如此, 就可以大幅的降低研發過程的時間與成本。刮刀塗佈的試劑利用率達到80%左右, 比起3%的離心塗佈高許多, 但是塗佈時需考慮到試劑的流變性, 黏彈力, 以及試劑流經狹縫時的剪應力, 其結果會有相當大的差異, 因為剪應力直接影響到試劑中固形份顆粒在薄膜狀態下的動能, 以及最終的散布, 下圖即是PLED塗佈時使用相同的塗佈速度, 一樣為25um的狹縫高, 左圖為0° 塗布器 右圖為90° 塗布器,僅僅是剪應力的不同, 就可以造成相當不同的結果, 至於如何選擇適當的剪應力? 一樣會受到底材選用, 配方特性, 塗佈速度的影響, 所以還是要實際試作才能得知在如何的條件下可以製作均勻的薄膜。
2009年3月，財政部宣布擬對太陽能光電建築等大型太陽能工程進行補貼至今, 太陽能電池已邁入第三代的研製進程。第一代為矽晶的太陽能電池，相對於其他後起的太陽能電池，其效率為三代太陽能電池中最高的、商業化亦最快，目前市佔率達8、9成，材料分為單晶矽、多晶矽與非晶矽，發電效率各為百分之20幾、百分之16至18，以及百分之6至10。但缺點為矽本身吸光的係數較低，導致電池稍嫌厚重、材料多，製備矽的過程需經冶煉、消耗很多能量，也要在真空中處理，使其製造成本偏高。因此，第一代太陽能電池製作過程恐有高耗能、高污染的疑慮。第二代與第一代類似，皆以無機半導體材料為主如, CdTe, CIGS等，只是第二代材料已有所變更，即以其他無機半導體做改良，製成薄膜太陽能電池，第二代許多電池的效率成果均可比矽晶太陽能電池更高，不過便越加稀有、價格昂貴。第一、二代太陽能電池，均成功地商業化。至於第三代太陽能電池則為有機太陽能電池，發電原理與第一、二代類同，但較環保，不過尚處研發階段、未商業化，其中有高分子太陽能電池(PSC)與染料敏化太陽能電池 (DSSC)等類型。 會有這樣的轉變, 主要是因為過去的太陽能電池都已轉換效率作為一個太陽能電池優劣評定標準, 但是以碳足跡的角度來看, 製造成本, 使用壽命也必須一併考量才能真正反映這一項綠能產品真正的表現．2011年於國際期刊的發表也指出, 第一代太陽能電池的發電成本為每瓦4.5~4.8美元, 第二代太陽能電池的發電成本為每瓦0.7~1.4美元, 第三代太陽能電池的發電成本則為每瓦0.3美元。 (取自: Solar Energy 2011) 由此可知, 第三代太陽能電池是現今發展的趨勢, 但是因為國內的太陽能電池廠大多仍屬代工性質, 在此一最新領域的專利布局少有著墨, 遠東地區的專利也多由日韓取得。 (取自: Solar Energy Material & Solar Cell 2010) 德國ERICHSEN 塗佈機對於研究單位在新材料的研發, 品保單位在確認供應商材料的一致性, 有十分的助益, 因為塗佈不僅僅是設定一個狹縫高, 推動一個刮刀這麼單純, 速度的穩定性, 最低最高速度的落差, 多種刮刀的選擇, 微米(um)等級的加工精度, 基材的狀況, 試劑配方的特性等都必須多方的考量, EIRCHSEN在這一方面已經有超過60年的歷史經驗, 在德國, 在日本所有知名化學原料公司沒有不用到這一台設備的, 資商公司引進ERICHSEN 在台已經超過40年, 並成為德國原廠認可塗佈方面最高等級的代理公司, 協助許多研究品保單位解決塗佈的問題, 如果貴單位有實驗室塗佈的需求歡迎與本公司聯絡。
