精细陶瓷 断裂韧性试验方法 表面裂纹弯曲梁法-编制说明.pdf

精细陶瓷 断裂韧性试验方法 表面裂纹弯曲梁法 一 工作简况 （一）任务来源 根据国家标准委 《关于下达2022年第一批国家标准制修订计划 的通知》 （国标委发[2022]17号）的要求，由中国科学院上海硅酸 盐研究所负责 《精细陶瓷 断裂韧性试验方法 表面裂纹弯曲梁法 （SCF）》 （项目计划编号T-609）的制定工作，并由全 国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC 194)归口。 （二）主要工作过程 在标准项目计划下达后，中国科学院上海硅酸盐研究所组织成立 了《精细陶瓷 断裂韧性试验方法 表面裂纹弯曲梁法》国家标准制定 工作组，并组织召开了工作组第一次会议。会议确定在会议上确定了 标准制定原则、制定方案、制定工作计划及制定组成员。 第一次会议后，标准工作小组对国内精细陶瓷室温弯曲强度试验 方法双环法的测试方法进行了充分调研，广泛征求意见，并选取多种 精细陶瓷样品进行了测试验证工作。起草了 《精细陶瓷 断裂韧性试 验方法 表面裂纹弯曲梁法》国家标准草案。在严格的试验验证基础 上，于2022年12月在上海召开了国家标准制定工作组第二次会议， 会议共有8家单位，15人参加。标准工作组汇总、讨论了前期的试 验及分析结果，并根据前期试验及验证情况对国家标准的草案进行了 修改和完善，并于2023年4 月形成了《精细陶瓷 断裂韧性试验方法 表面裂纹弯曲梁法》国家标准征求意见稿，提交全国工业陶瓷标准化 技术委员会征求意见。 （三）主要参加单位和工作组成员及其所做的工作 本标准起草单位是中国科学院上海硅酸盐研究所、广东省科学 院新材料研究所、哈尔滨工业大学、山东工业陶瓷设计院有限公司、 2 中广核研究院有限公司、深圳市深中原科技有限公司、日照市计量科 学研究所等。具体分工方面中国科学院上海硅酸盐研究所、广东省科 学院新材料研究所、哈尔滨工业大学、山东工业陶瓷设计院有限公司、 中广核研究院有限公司、深圳市深中原科技有限公司、日照市计量科 学研究所等负责试验验证及内容的改进等。王新刚、王小飞、王铭、 蒋丹宇等负责标准撰写、方案制定及申报工作，性能指标测试方法确 定、试验验证等工作；李蕾、薛佳祥、刘洋、吴利翔、叶云、张文、 庄刚等负责试验验证及内容的改进和完善等工作。 二 标准编制原则和主要内容 （一）标准编制原则 按照GB/T 1.1-2020 《标准化工作导则 第1部分：标准化文件 的结构和起草规则》及GB/T 1.2-2020 《标准化工作导则 第2部分： 以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》的规定和要求， 编制本文件。 本文件制定的原则是保持标准的科学性和适用性，测试方法及测 试适用性达到国内先进标准水平。 （二）标准编制的主要内容 本文件规定了用表面裂纹弯曲梁法(surface crack in flexure， SCF)测定块体陶瓷材料室温断裂韧性的原理、仪器设备、样品和实验 步骤等。本文件适用于宏观均匀的块体陶瓷和晶须颗粒增强陶瓷，不 适用于连续纤维增强陶瓷基复合材料。本试验方法适用于具有平坦或 上升裂纹扩展阻力曲线的材料。这种方法类似于GB/T 23806，只是 3 预裂纹通过不同的方法制作并且较小。这些方法对具有平坦R 曲线的 材料可获得相似或相同的结果。 (1) 3规定了精细陶瓷断裂韧性试验方法表面裂纹弯曲梁法的术语和 定义。 (2) 5规定了本方法的原理，本文件用于材料开发、材料比较、质量 保证、表征、可靠性评价和生成设计数据。本方法通过表面预裂纹弯 曲样品试验确定断裂韧性值K 。样品用努氏压头打压痕形成小的、 ISC 半椭圆的表面裂纹。样品被仔细地抛光或研磨，直到压痕和相关的残 余应力场被移除。样品在四点弯曲试验中断裂。根据断裂载荷和实测 临界裂纹尺寸计算断裂韧性，K 。 ISC (3) 6.1规定了试验机的加载方式和精度，应能够施加均匀横梁移动 速度，符合GB/T 16825.1一级，在断裂载荷下具有1%精度。 (4)6.2规定了四点弯曲夹具的要求，应符合GB/T 6569的要求。夹具 应根据样品的情况，采用半铰接或全铰接。如果样品符合7.1节的平 行度要求，则可以使用半