实验8-陶瓷强度的测定

㈡
试样夹具
试样夹具是一个辅助压具。是两个相互平行的板， 试样夹具是一个辅助压具。是两个相互平行的板，
它由钢材制造，并淬火到足以防止负荷过量时变形。 它由钢材制造，并淬火到足以防止负荷过量时变形。
㈢ 试样的制备
1．按生产工艺条件制备直径（D）为20±2 mm，长度 ．按生产工艺条件制备直径（ ） ± ， （L）为20±2 mm的规整圆柱体试样 ～15件。试样不允许 ） ± 的规整圆柱体试样10～ 件 的规整圆柱体试样 有轴向变形。 有轴向变形。 2．将试样清洗干净，剔除有明显缺陷和有圆度误差的试 ．将试样清洗干净， 干燥后待用。 样，干燥后待用。
㈣
测试步骤
1．按试验机的操作规程，选择量程，调校仪器。 按试验机的操作规程，选择量程，调校仪器。 将两压板效验平行。如加压板出现不平整时， 将两压板效验平行。如加压板出现不平整时，应加工使 之平整。 之平整。 2．将试样放在加压板正中，上下两面垫衬厚为1 将试样放在加压板正中，上下两面垫衬厚为1 的马粪纸。 mm 的马粪纸。 N/sec（ kgf/sec）的速度均匀加载， 以2×102 N/sec（即20 kgf/sec）的速度均匀加载， 准确读取试样一次性破坏（即压力计指针均匀连续移动， 准确读取试样一次性破坏（即压力计指针均匀连续移动， 不因试样出现中间破裂而停顿）时的压力值， 不因试样出现中间破裂而停顿）时的压力值，否则不予 记录。 记录。
（a） 试样受力分析 (b) 沿中心线各点的应力状态 42图42-17 径向压缩试验法原理
σt
=
2 P /πD L
（42— 7） 42—
试样的抗张强度， 式中 σt —— 试样的抗张强度，N / m2 或Kgf/cm2 ； 试样破坏时的压力值， P —— 试样破坏时的压力值，N 或K g f ； 圆柱体试样的直径， D —— 圆柱体试样的直径，m 或cm ； 圆柱体试样的长度， L —— 圆柱体试样的长度，m 或cm 。
㈤
结果记录与计算
1．测定记录 将有关的测试数据记入下表中。 将有关的测试数据记入下表中。 2．结果计算 试样的抗张强度按（42— 7）进行计算。在计算中， 试样的抗张强度按（42 进行计算。在计算中， 各种数据按修约规则处理。舍弃异常数据。 各种数据按修约规则处理。舍弃异常数据。以5个试 样的平均值为抗张强度的最终结果。 样的平均值为抗张强度的最终结果。
[Ⅰ] 陶瓷抗张强度的测定 ㈠ 实验原理
陶瓷材料中含有结晶颗粒、玻璃相及气孔， 陶瓷材料中含有结晶颗粒、玻璃相及气孔，这使 陶瓷结构中存在许多缺陷。 陶瓷结构中存在许多缺陷。特别是组成陶瓷材料的主要 晶体和玻璃相多是脆性的的，因此， 晶体和玻璃相多是脆性的的，因此，陶瓷在室温下呈现 脆性，在外力的作用下会突然断裂。 脆性，在外力的作用下会突然断裂。 测定陶瓷材料抗张强度有弯曲法、 测定陶瓷材料抗张强度有弯曲法、直接法和径向 压缩法等多种方法。 压缩法等多种方法。
根据弹性理论， 根据弹性理论，如在陶瓷圆柱体试样的 径向平面沿着试样长度L施加两个方向相反， 径向平面沿着试样长度L施加两个方向相反， 均匀分布的集中载荷P 均匀分布的集中载荷P，在承受载荷的径向 平面上， 平面上，将产生与该平面相垂直的左右分离 的均匀拉伸应力。 的均匀拉伸应力。当这种应力逐渐增加到一 定程度时，试样就沿径向平面劈裂破坏。 定程度时，试样就沿径向平面劈裂破坏。这 是径向压缩引起拉伸的基本原理。 是径向压缩引起拉伸的基本原理。用这种方 法测定时，试样的抗张强度按下式计算： 法测定时，试样的抗张强度按下式计算：
㈡
试样夹具
试样夹具是一个辅助压具。是两个相互平行的板， 试样夹具是一个辅助压具。是两个相互平行的板， 它由钢材制造，并淬火到足以防止负荷过量时变形。 它由钢材制造，并淬火到足以防止负荷过量时变形。
㈢
试样的制备
1．按生产工艺条件制备直径（D）为20±2 mm， 按生产工艺条件制备直径（ 20± mm， 高度（ 20± mm的规整样10件 的规整样10 高度（H）为20±2 mm的规整样10件。试样上下两面在磨 片机上用100号金刚砂磨料磨平整， 100号金刚砂磨料磨平整 片机上用100号金刚砂磨料磨平整，试样上下两面的不平 行度小于0.010 mm/cm.， 行度小于0.010 mm/cm.，试样中心线与底面的不垂直读 小于0.020 mm/cm； 小于0.020 mm/cm； 将试样清洗干净，剔除有可见缺陷的试样， 2．将试样清洗干净，剔除有可见缺陷的试样，干 燥后待用。 燥后待用。
在计算中，各种数据按修约规则处理。 在计算中，各种数据按修约规则处理。舍弃异常 数据。 个试样的平均值为抗压张强度的最终结果。 数据。以5个试样的平均值为抗压张强度的最终结果。
陶瓷材料抗张强度测定记录表
试样名称 试样处理 试样编号 D×L( cm × cm m × m )
测定人
测定日期
最大压力测 值( N 或K g f )
σ( N / m2 或K g f / c m2 )
舍弃情况
最终测定结 果
1 2 3 ……
[Ⅱ] 陶瓷抗压强度的测定
本实验为日用陶瓷材料烧结试样在常温下抗压强度 的测定。 的测定。
弯曲法利用杆件试样做弯曲实验，可以求得抗张强度 弯曲法利用杆件试样做弯曲实验， 值，但这种方法有缺陷，常因施加的应力分布不均匀，使 但这种方法有缺陷，常因施加的应力分布不均匀， 测定值偏高；直接法将试验制成“ 测定值偏高；直接法将试验制成“8”字形或“哑铃”形， 字形或“哑铃” 对试样直接施加拉伸负荷。但是，陶瓷是脆性材料， 对试样直接施加拉伸负荷。但是，陶瓷是脆性材料，应变 小，只要试样的负荷中心线有偏差，就会受到剪应力和弯 只要试样的负荷中心线有偏差， 应力的影响，使测定结果偏低。 应力的影响，使测定结果偏低。径向压缩法则是比较先进 和科学的方法。 和科学的方法。
㈣ 测试步骤
1．按试验机的操作规程，选择量程，调校仪器。将两压 ．按试验机的操作规程，选择量程，调校仪器。 板效验平行。如加压板出现不平整时，应加工使之平整。 板效验平行。如加压板出现不平整时，应加工使之平整。 2．将试样横放在加压板正中，两中心线与加压板之间垫 ．将试样横放在加压板正中， 衬厚为1 的马粪纸。 衬厚为 mm 的马粪纸。 3．以4×102 N/sec（即40 kgf/sec）的速度均匀加载，准 ． × （ ）的速度均匀加载， 确读取并记录试验破坏时的压力值。 确读取并记录试验破坏时的压力值。
㈠
实验原理
陶瓷抗压强度的测定一般采用轴心受压的形式。 陶瓷抗压强度的测定一般采用轴心受压的形式。陶 瓷材料的破裂往往从表面开始， 瓷材料的破裂往往从表面开始，因此试样大小和形状对测 量结果有较大的影响。试样的尺寸增大， 量结果有较大的影响。试样的尺寸增大，存在缺陷的几率 也增大，测得的抗压强度值偏低。因此， 也增大，测得的抗压强度值偏低。因此，试样的尺寸应当 小一点，以降低缺陷的几率，减少“环箍效应” 小一点，以降低缺陷的几率，减少“环箍效应”对测试结 果的影响。 果的影响。
Ⅳ. 陶瓷机械强度的测定
一：目的意义
陶瓷是一种脆性材料，在检选、加工、搬运和使 陶瓷是一种脆性材料，在检选、加工、 用的过程中容易破损。因此，测定陶瓷的机械强度对陶 用的过程中容易破损。因此， 瓷材料的科学研究、 瓷材料的科学研究、生产质量控制及使用都有重要的意 义。测定陶瓷强度的负荷形式，一般用弯曲、拉伸或压 测定陶瓷强度的负荷形式，一般用弯曲、 缩。本实验的目的： 本实验的目的： 1. 了解影响陶瓷材料机械强度的各种因素。 了解影响陶瓷材料机械强度的各种因素。 2. 掌握陶瓷强度的测试原理与测试方法； 掌握陶瓷强度的测试原理与测试方法；
㈤
结果记录与计算
1．测定记录 将有关的测试数据记入下表中。 将有关的测试数据记入下表中。 2．结果计算 42σt = P / A （42-8） 试样的抗压张强度， 式中 σt —— 试样的抗压张强度，N/m2 或Kgf/cm2 ；
试样破坏时的压力值， P —— 试样破坏时的压力值，N 或K g f ； 试样受压面积， A —— 试样受压面积，m2 或cm2 ；
ຫໍສະໝຸດ Baidu Ⅳ. 陶瓷机械强度的测定
[Ⅰ]： [Ⅰ]：陶瓷抗张强度的测定 [Ⅱ]： [Ⅱ]：陶瓷抗压强度的测定
二．实验器材
材料试验机，要求荷载50 50～ KN吨 1. 材料试验机，要求荷载50～100 KN吨，本试验采 用WE-100型液压式万能试验机，最大试验力100 KN。 WE-100型液压式万能试验机，最大试验力100 KN。 型液压式万能试验机 如“实验六”中的图6-7所示。 实验六”中的图6 所示。 2. 磨片机 游标卡尺。 3. 游标卡尺。
试验证明， 试验证明，圆柱体试样的抗压强度略高于立方体 的试样的抗压强度。这是因为，在制取试样时，圆柱体 的试样的抗压强度。这是因为，在制取试样时， 试样的一致性优于立方体。 试样的一致性优于立方体。圆柱体的内部应力较立方体 均匀。在对试样施加压力时，圆柱体受压方向确定；而 均匀。在对试样施加压力时，圆柱体受压方向确定； 立方体受压方向难于统一确定， 立方体受压方向难于统一确定，不同方向的抗压强度有 差异。 差异。 此外，试样的高度与抗压强度有关， 此外，试样的高度与抗压强度有关，抗压强度随 试样高度的降低而提高。因此，采用径高比为1 试样高度的降低而提高。因此，采用径高比为1：1的圆 柱体试样比较合适。 柱体试样比较合适。