陶瓷断裂韧性检测方法及制样|制样|梁法|试样|陶瓷|韧性

陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、冶金化工、压电铁电、生物医学等领域。然而，由于陶瓷的本征脆性，使得这类材料也称为最容易发生突发性事故的材料，在工程应用中表现的尤为突出。

断裂韧性是材料重要的基本力学参数之一，用来表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料韧性好坏的重要指指标，也是评价陶瓷服役性能及可靠性的关键力学性能指标，目前常用的陶瓷断裂韧性测试方法众多，包括单边切口梁法、表面裂纹弯曲法、单边预裂纹梁法、单边斜切口梁法等。下面以最常用的国家标准GB/T 23806-2009《精细陶瓷断裂韧性试验方法-单边预裂纹梁法》中单边切口梁法为例简述制样要点。

1.试验原理

单边切口梁法是在室温下，采用三点或四点弯曲法在力学性能试验机上测量单边预制切口试样断裂时的临界载荷，根据预制切口深度、试样尺寸以及试样两支撑点间的跨距，计算被测样品的断裂韧性。其原理是试样切口根部在加载过程中成为应力集中点，随着载荷的进一步增加，产生裂纹的萌发和扩展，从而达到模拟裂纹扩展形态的方法。

2.样品制样

由于加工条件限制或制样精度不够，导致很多检测机构测试结果比理论值偏高，主要原因在于样品切口根部半径以及切口加工的状态达不到标准要求。国磨质检采用超薄金刚石划片刀，在日本进口Disco划片机上成功制备出切口宽度最小0.05mm的高质量深切口，更重要的是切口根部圆弧半径最小0.016mm，大幅度降低了样品切口质量及其根部半径对测试结果的不利影响。同时显著提高了制样效率，降低了制样成本。