GB T 23805-2009 精细陶瓷室温拉伸强度试验方法.pdf

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1、ICS 81.060.30 Q 32 中华人民主七./、不H国国家标准G/T 23805-2009 精细陶瓷室温拉伸强度试验方法Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics)一Test method for tensile strength of monolithic ceramics at room temperature (ISO 15490: 2008 , MOD) 2009-05-13发布中华人民共和国国家质量监督检验检技总局中国国家标准化管理委员会2009-12-01实施发布中华人民共和国国家标准精细陶瓷室

2、温拉伸强度试验方法GB/T 23805-2009 * 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销导开本880X12301/16 印张O.75 字数17千字2009年8月第一版2009年8月第一次印刷峰书号:155066 1-38330 定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533GB/T 23805-2009 目。吕本标准修改采用ISO15490: 2008(精细陶瓷(先进陶瓷、先进技术陶瓷)-室温下块体陶瓷拉伸强度试验方

3、法)(英文版)。本标准在采用ISO15490: 2008时，做了以下技术性修改:一一一引用标准ISO3611: 1978改为引用GB/T1216; 一一引用标准ISO7500-1: 2004改为引用GB/T16825-1; 一一删除5.3、6.2、6.3和7.2的注。本标准还做了以下编辑性修改:一-用小数点，代替作为小数点的逗号，;一删除国际标准的前言。本标准附录A是规范性附录。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC194)归口。本标准起草单位:北京中材人工品体有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国建筑材料科学研究总院、清华大学。本标准主要起草人

4、=周丽琦、蒋丹宇、包亦望、龚江宏、高建华、朱国强、冯涛、徐兵、黄德信、李雨林、徐海芳。本标准为首次发布。I GB/T 23805-2009 精细陶瓷室温拉伸强度试验方法1 范围本标准规定了室温下块体精细陶瓷、品须增强或颗粒增强陶瓷基复合材料单向拉伸强度试验方法的原理、仪器设备、试样、试验步骤和结果计算等。本标准可适用于材料开发、材料对比、质量控制、表征和建立设计数据库。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是

5、不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 1216 外径千分尺GB/T 16825. 1 静力单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准CGB/T16825.1-2008,IS0 7500-1:2004 ,IDT) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3. 1 拉伸应力tensile stress 对试样施加的拉力除以试样标距区原始截面积所得的值。3.2 拉伸强度tensile strength 在拉伸强度试验中试样断裂时的拉伸应力。3.3 最大拉伸力maximum tensile force 在拉伸强度试验中对试样施加的最大力。3.4 标距区gau

6、ge section 拉伸试样中部横截面积相同的受力部分。3.5 夹持段gripped region 试样两端被拉伸试验机夹具夹持的部分。3.6 夹具gripping device 试验中夹持试样并将载荷传递到试样的装置。3. 7 弯曲应变分量bending strain component 由于试样不对中在标距区表面产生的弯曲应变与平均应变之比。GB/T 23805-2009 3.8 3.9 3. 10 弯曲度percent bending 弯曲应变分量乘以100。应变strain 试样受拉时长度的增量与原长之比。断裂力breaking force 试样断裂时所受的力。4 原理试验通过单向加

7、载对试样施加拉伸力直至其断裂以获得其拉伸强度。5 仪器设备5. 1 试验机试验机应达到GB/T16825. 1规定的一级准确度。5.2 夹具可使用不同种类的夹具以尽量保证试样受到单向载荷(见7.2)。6 试样6. 1 形状和尺寸试样的形状和尺寸取决于很多因素，包括拉伸试验目的本身、夹具、待测陶瓷制品的形状和尺寸。因此，各种不同的形状和尺寸可能被选用。形状和尺寸的确定应首先保证标距区受到均匀的拉应力(见7.2)。同时，应防止由于应力集中造成标距区外部意外断裂。标距区横截面积应一致，尺寸误差应小于士0.5%。附录A所示为精细陶瓷拉伸强度试验常用试样的形状和尺寸。6.2 试样制备标距区的平均表面粗糙

8、度宜为RaO.2mRaO.4m (纵向测量)，以避免表面缺陷造成的断裂。建议最后一道研磨沿着试样纵向，以保证磨痕平行于拉伸应力方向(需要确定磨削方法对试验的影响时除外)。应仔细贮存和保管加工好的试样，避免造成损伤。6.3 试样数量通常需要10个试样以得到平均测试结果，如需得到韦伯模数和特征强度等强度分布参数，则需要30个以上的试样。对标距区外断裂的试验不应用于计算平均值和标准偏差，但可当作截尾试验用于韦伯统计的计算。7 试验步骤7. 1 试样尺寸应对每个试样标距区选取至少三个横截面，测量直径或厚度以及宽度，精确到0.02mmo多次测量结果取平均值用于计算横截面积。7.2 轴向对中三到四个应变片

9、等距放置在两横截面间的圆周上。应变片面应对称地放在标距区轴向中点，并相距至少3/4标距区长。当标距区长度不足以放置两个应变片面时，使用一个面。这种情况下，应变片应位于标距区的轴向中点部分。当应变片装好后，应变片轴向应与应力轴向一致，偏离不能超过GB/T 23805-2009 O. 035 rad(20)。理想情况下，应对每个试验试样进行对中校验。但是，如果这样的条件不可能或者达不到，可以使用有固定应变片的模拟试样，模拟试样与试样有完全相同的形状。建议模拟试样和实际试样材料也相同。使用夹具固定试验试样，加载到预期断裂一半的载荷水平，测量应变量，采用式(1)、式(2)计算弯曲度。对于四个应变片:(

10、1一3)2十(z一4)2J1/2 B 2xL- -.1 -Z -4 - X100 l十2+3+4. ( 1 ) 对于三个应变片:+:一12一23一31J1/2 B 2XL- -Z-.j -, -Z -z-,j -rl- X100 ( 2 ) 1+2+3 式中zB一一弯曲度;1234一一一应变片的应变读数。已经进行对中校验的每个试样，在预期断裂应变一半时，弯曲率不应超过7.5%。当试验系统使用固定应变片的模拟样品进行对中校验时，弯曲率应不超过5%。至少应在每个试验组试验开始和结束时进行校验，建议对所有试样进行检定。注意不要把应变片置于过于接近试样标距区内几何形状变化处，以避免造成应变集中和不准确

11、的测量。7.3 试验模式和速率可采用载荷控制、位移控制以及应变控制模式进行试验。推荐采用足够快的试验速率以便达到断裂的时间能够少于10s，以尽量减少周围环境影响并得到本征拉伸强度。如果需要评估试验速率影响，可采用较低的速率。应记录所有试验的试验模式和加载速率。最常用的试验模式是位移控制。这种情况下，机架移动速度宜大于0.00833 mm/s(O. 5 mm/min)。对于载荷控制，推荐加载速率大于20MPa/s o 7.4 记录试验后，确定断裂位置，记录断裂力，读数精确度应达到1.0%。如果有必要，使用显微镜判定断裂源的位置和种类。8 结果计算8. 1 拉仰强度用式(3)计算拉伸强度:式中:R

12、m一一拉伸强度;Fm一一最大拉伸载荷;A-一横截面积。8.2 平均值和标准偏差Rm =号每个试验系列应计算平均值和标准偏差，见式(4)、式(5):Xm = 至1一n ( 3 ) ( 4 ) 3 GB/T 23805-2009 式中:Xm 平均值;X;一测量值;n 有效试验次数;SD一一标准偏差。9 试验报告9. 1 试验组每组试验应记录以下内容:a) 试样的形状和尺寸;v = 2:(tfm) J/2 b) 试验机(如是商用试验机应记录生产厂商和型号); c) 夹具装置(如是商用夹具装置应记录生产厂家和型号); d) 有效试验的试样数目(在标距区断裂); e) 总测试试样数;f) 所有材料数据，

13、包括生产日期或毛坯标记;g) 包括所有加工步骤的测试试样准备过程;h) 制造试样的热处理或其他预处理过程;i) 试验环境，包括相对湿度、室温温度及气氛(例如空气、氮气、真空硅油等); . ( 5 ) j) 试验模式(载荷控制、应力控制、位移控制或应变控制和测试速率(载荷、应力、位移或应变速率); k) 轴向对中时测量的弯曲度和相应的平均应变;1) 每次校验时所用的应变片数量;m) 平均拉伸强度和标准偏差;n) 如有计算，则记录强度分布参数(韦伯模数和特征强度); 0) 任何同本标准要求不同的情况。9.2 单个试样每个试样试验后应记录:a) 测量的每个试样的所有相关尺寸数据;b) 标距区的平均横

14、截面尺寸;c) 如有测量，则记录标距区的纵向平均表面粗糙度zd) 断裂力;e) 拉伸强度;f) 如有测量，则记录断裂应变;g) 如有记录，则提供载荷-应变曲线或者载荷-时间曲线;h) 断裂点相对于标距区中点的位置(靠近试样顶端为正，靠近底端为负，0为标距区中点)i) 如有分析，则记录断面分析结论(断裂起源位置和类型); j) 任何同本标准要求不同的情况。4 GB/T 23805-2009 附录A(规范性附录试样形状和尺寸拉伸试验试样的形状和尺寸受几个因素的限制。当试验目的是获得产品的拉伸强度时，则试样尺寸受到产品尺寸的限制。如果是为了评估特定材料固有缺陷分布的影响，试样要能够代表体积或表面的特

15、征。此外，夹具可能会限制试样形状设计。因此，本标准不对试样形状和尺寸做硬性规定。图A.1所示是可参考选用的精细陶瓷拉伸试样规格，参见参考文献lJ。相对于弯曲试验，拉伸试验的显著优点是可通过较大的有效体积得到拉伸强度。因此，推荐使用标距区足够大的试件。日本工业标准ISR 1606和KSL1599提出的测量区域形状和尺寸就是好的例子(参见图A.2)。图A.1b)和图A.1c)所示的现用的其他试样形状和尺寸与图A.2相近，标距区通常有一个圆形的横截面并且其直径都小于长度的1/50F叫FORD NORTON FORD: Ford Motor Co. ，美国NORTON : Norton Co. ，美国

16、GIRI:Government Industrial Reasarch Institute，日本Univ. KARLSRUHE: University of Karlsruhe，德国16 GIRI a) 单位为毫米旦旦。由Univ.KARLSRUHE 图A.1精细陶瓷拉伸试验所用试件形状种类(参考文献lJ)5 GB/T 23805-2009 6 NPL WESTINGHOUSE WESTINGHOUSE/ ASAHI-GLASS b) NPL: National Physical laboratory，英国WESTINGHOUSE: Westing house Research Labs. ，

17、美国ASAHIGLASS: Asahi Glass Co. ，日本ORNL:Oak Ridge National Laboratory，美国NGK c) NGK: NGK insulators Co. ，日本SoRI: Southern Research Institute，美国图A.l(续)SoRI 单位为毫米ORNL 单位为毫米30 GB/T 23805-2009 单位为毫米图A.2与日本JISR 1606和KSL1599一致的试件形状和尺寸occpltucoop气自r、G/T 23805-2009 献文考参ASTM C 1273: 2005 , Standard Test Method

18、for Tensile Strength of Monolithic Advanced lJ Ceramics at Ambient Temperatures JIS R 1606 , Testing methods for tensile strength of high performance ceramics at room and 2J elevated temperature 3J KSL 1599 , Testing method for tensile strength of high performance ceramics at room and el evated temperatures 侵权必究版权专有* 书号:155066 1-38330 定价:16.00元GB/T 23805-2009 打印日其Ij:2010年2月10H