工程陶瓷壓縮強度試驗方法

1主題內(nèi)容與適用范圍本標準規(guī)定了工程陶瓷壓縮強度試驗用的試驗設(shè)備、試樣的具體要求，以及試驗結(jié)果的處理方法。本標準適用于用作機械部件、結(jié)構(gòu)材料的高強度工程陶瓷在室溫下壓縮強度的測定，也適用于高強度功能陶瓷在室溫下壓縮強度的測定。 2引用標準 GB 1031表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值 SG 187聚四氟乙烯薄膜 3方法提要工程陶瓷壓縮強度系指一定尺寸和形狀的試樣在規(guī)定的試驗條件下受軸向壓力作用壓碎時，單位面積上所承受的最大試驗力。 4試驗設(shè)備 41試驗機：能保證一定的試驗力施加速率，試驗力示值相對誤差不應(yīng)超過±1%。 411試樣壓碎時的最大壓力應(yīng)在試驗機使用量程的20%～90%之間。 412采用無球面支承的壓板，上、下壓板的中心線應(yīng)與機架中心線相重合，下壓板上應(yīng)有定位標志。 413上下壓板工作表面應(yīng)平整，表面粗糙度Ra按GB1031規(guī)定應(yīng)不大于080μm，硬度不應(yīng)低于HRC60。 414壓板直徑應(yīng)大于60mm，厚度應(yīng)大于30mm，上下壓板應(yīng)相互平行，其平行度誤差在0025mm內(nèi)。 415接觸塊：采用硬質(zhì)合金塊，用于壓板與試樣之間。接觸據(jù)的厚度大于20mm，直徑大于25mm(也可采用尺寸相當?shù)姆叫?。接觸塊表面應(yīng)平整并相互平行，平行度誤差不大于015mm，表面粗糙度Ra按GB1031規(guī)定不大于080μm。 42墊片：使用聚四氟乙烯薄膜，厚度為35μm，應(yīng)符合SG187的規(guī)定，每一個試樣必須使用一對新的墊片。 43千分尺：精度為001mm。 5試樣 51試樣應(yīng)從待測制品中切取或直接按待測制品的制造工藝制備，試樣數(shù)量每組不少于10個。 52試樣尺寸：直長為9±005mm，長度為18±010mm。對于壓電陶瓷，其長度應(yīng)沿極化方向取15±010mm，不去除電極面。 53試樣端面研磨成平面并相互平行，與軸心垂直度誤差不大于0015mm。試樣表面粗糙度Rz按GB1031規(guī)定不大于32μm，若大于此值時應(yīng)報告中注明，仲裁時應(yīng)按規(guī)定加工。 6試驗步驟 61試驗前應(yīng)檢查試樣，并廢除有可見破損或裂紋的試樣。 62測量試樣的直徑，精確至001mm。 63仔細地將試樣、接觸塊中心對準試驗機壓板的中心，在試樣與接觸塊之間墊以墊片。在試樣周圍放一合適的防護物以防止試驗時試樣碎片飛出。 64在無沖擊震動影響的情況下連續(xù)施加試驗力，試驗力施加速率為60±6kV/min，記錄壓碎試樣所需的最大壓力。 65對于壓電陶瓷，應(yīng)在極化十天后按61～64條方法進行試驗。 7結(jié)果計算 71每一個試樣的壓縮強度按式(1)計算： Pσc=———……………………………………(1) A式中：σc——壓縮強度，MPa; P——試樣壓碎時的最大壓力，N； A——試樣橫截面面積，mm2。 72壓縮強度計算有效數(shù)字修約到整數(shù)位，當測定值小于100MPa時，有效數(shù)字修約到三位。 73按式(2)算出標準偏差，有效數(shù)字修約到三位?！痞?c-(∑σ2c)2/n 1 S=〔—————————〕—…………………………(2) n-1 2式中：S——標準偏差，MPa; n——被測試樣數(shù)量；σc——各試樣壓縮強度，MPa。 74計算結(jié)果按照附錄A(補充件)的方法進行數(shù)據(jù)處理，試驗結(jié)果以算術(shù)平均值和標準偏差表示。 8試驗報告壓縮強度試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容： a.委托單位。 b.試樣名稱及編號。 c.試樣壓縮強度的單值、平均值及標準偏差。 d.試驗機型號及所選用的量程。 e.試驗日期及試驗人員姓名。附錄A異常數(shù)據(jù)取值方法 (補充件) A1把測得的壓縮強度數(shù)據(jù)按其數(shù)值從小到大排列成：σc(1),σc(2),……，σc(n-1),σc(n)。 A2規(guī)定顯著性水平α=0.05，根據(jù)n查表A1得T(n,0.05)值。 A3計算T值當最小值σc(1)或最大值σc(n)是可疑數(shù)據(jù)時，分別按式A(1)、A(2)計算：—σc-σc(1) T(1)=———————………………………………(A1) S—σc(n)-σc T(2)=———————………………………………(A2) S式中：T(1)——最小值σc(1)的計算值； T(2)——最大值σc(1)的計算值；—— 1 nσc——各試樣壓縮強度算術(shù)平均值σc=—∑σc(1)，MPa； n i=1 S——標準偏差按73條式(2)計算，MPa；σc——各試樣壓縮強度，MPa； n——被測試樣數(shù)。 A4將T與T(n,0.05)值進行比較，當T≥T(n,0.05)，則所懷疑的數(shù)據(jù)是異常的，應(yīng)予舍去。當T＜T(n,0.05)，該數(shù)據(jù)不能舍去。表A1——————————————————————————————————————— n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18 2.32 2.29 n 13 14 15 16 17 18 19 20 50 100 T 2.33 2.37 2.41 2.44 2.47 2.50 2.53 2.56 2.96 3.21———————————————————————————————————————————————附加說明：本標準由國家建筑材料工業(yè)局山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院技術(shù)歸口。本標準由國家建筑材料研究院測試技術(shù)研究所負責起草。本標準主要起草人仇沱。