陶瓷强度试验程序通常包括以下几个步骤:
试样制备
根据标准要求制备待测试的陶瓷试样,确保试样的尺寸、形状和表面状态符合规定。
使用精密加工设备(如切割机、磨床等)对陶瓷材料进行切割、磨削,以获得符合尺寸要求的试样。
在制备过程中,应避免产生裂纹、缺陷等,保证试样的完整性。
试验准备
将制备好的试样放置在试验机的支座上,确保试样跨距中央与支座中心对齐。
对于拉伸强度试验,使用应变片进行轴向对中,确保试样在加载过程中能够均匀受力。
载荷施加
通过试验机施加一定的载荷,使试样产生弯曲变形或拉伸变形。
载荷的施加速度应保持稳定,通常在0.5-5mm/min的范围内。
数据记录
在试验过程中,实时记录载荷、位移等参数,直至试样破裂。
对于高温强度试验,可能需要记录试样在高温下的变形和断裂情况。
结果计算
根据记录的破坏载荷和试样的几何尺寸(如宽度、厚度、跨距等),利用公式计算出抗弯强度或拉伸强度。
对于弯曲强度试验,常用的计算公式是R=(3FL)/(2bh*h)。
后续处理
试验结束后,移除试样,清理夹具和试验机。
根据需要,对试验数据进行处理和分析,得出陶瓷材料的强度性能指标。
具体试验类型及步骤
拉伸强度试验
试样制备
确定试样的形状和尺寸,通常为长方体或圆柱体。
精细陶瓷材料制备时需特别注意避免引入裂纹或其他损伤。
试验模式和速率
推荐采用位移控制模式,机架移动速度宜大于0.5 mm/min。
对于载荷控制模式,推荐加载速率大于20 MPa/s。
轴向对中
使用应变片进行轴向对中,确保试样在加载过程中能够均匀受力。
弯曲强度试验
试样制备
选择合适的试样尺寸,通常为长×宽×高为3×4×35mm的长方体试样。
将试样放置在试验机的支座上,确保试样跨距中央与支座中心对齐。
加热和冷却
将试样加热至指定的试验温度,并在此温度下保温一定时间,以使试样内部温度均匀分布。
将加热后的试样迅速转移到冷却介质中(如20℃水)进行冷却,以模拟实际工况下的急冷过程。
载荷施加和数据记录
通过试验机施加一定的载荷,使试样产生弯曲变形。
载荷的施加速度应保持稳定,通常在0.5-5mm/min的范围内。
实时记录载荷、位移等参数,直至试样破裂。
结果计算
根据记录的破坏载荷和试样的几何尺寸,利用公式计算出抗弯强度。
压缩强度试验
试样制备
测量试样的直径和长度,精确至0.1mm。
将试样放入试验机压板中心,并在试样两受压面垫衬1 mm厚的草板纸。
载荷施加
在无冲击震动影响的情况下连续施加试验力,试验力施加速率为60±6KV/min,记录压碎试样所需的最大压力。
数据记录和结果计算
记录试样破坏时的最大载荷。
用游标卡尺测量试样断裂处的宽度和厚度,计算抗压缩强度。
这些步骤和注意事项有助于确保陶瓷强度试验的准确性和可重复性,从而为陶瓷材料的性能评估提供可靠的数据支持。