GB∕T 39686-2020 陶瓷厚涂層的彈性模量與強度試驗方法

中華人民共和國國家標準陶瓷厚涂層的彈性模量與強度試驗方法T2020-12-14發(fā)布2021-07-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會ⅠGB／T39686—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本標準由全國工業(yè)陶瓷標準化技術委員會(SAC/TC194)歸口。佛山市質量計量監(jiān)督檢測中心、鄭州德眾剛玉材料有限公司、上海浦公檢測技術股份有限公司、中國科學院上海硅酸鹽研究所、廣州今泰科技股份有限公司、北京天山新材料技術有限公司、山東工業(yè)陶瓷研究設計院有限公司。1GB／T39686—2020陶瓷厚涂層的彈性模量與強度試驗方法語和定義、原理、儀器設備、樣品、試驗、計算以及試驗報告。本標準適用于金屬或者陶瓷基體上的陶瓷厚涂層彈性模量和強度的測定，其他硬脆厚涂層（彈性模2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T16491電子式萬能試驗機GB/T21389游標、帶表和數顯卡尺3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1含有單面涂層的梁樣品在彎曲載荷作用下涂層在破壞時所受的平均拉伸應力。3.2涂層彈性模量與基體彈性模量的比值。3.3涂層厚度與基體厚度的比值。3.4在給定載荷與跨距的三點彎曲試驗中，同一樣品制備涂層前后的撓度比值。利用三點彎曲試驗方法分別測得在相同條件下同一樣品制備涂層前（基體樣品）和制備涂層后（復合體樣品）的撓度，兩個撓度的比值反映了樣品彈性模量的差別。涂層彈性模量可通過撓度比值和樣品尺寸計算得出。在獲得涂層彈性模量之后，對含涂層樣品加載直至涂層斷裂，獲得其臨界載荷，通過涂層斷裂時的臨界載荷和樣品尺寸計算得到涂層斷裂強度。2GB／T39686—20205儀器設備的關系曲線。三種不同涂層結構可用于涂層性能測試，含涂層樣品的矩形截面分別是：1bc說明：1—涂層；2—基體；H—基體厚度。圖1不同涂層橫截面結構示意圖（單面、雙面、四面）6.2樣品制備樣品可以從以下兩種途徑獲得：為基體樣品進行相同條件下的撓度測試；樣品的撓度。3GB／T39686—20206.3樣品存放樣品要輕拿輕放，以免損傷樣品。存放樣品時應相互隔離，避免彼此碰撞。6.4樣品數量樣品不少于6個。采用游標卡尺測量樣品中間和兩端的長度、寬度和厚度，求得各自的平均值。注：對于無涂層樣品，直接測量獲得基體厚度。對于含涂層樣品，通過光學顯微鏡獲得涂層厚度后，用復合體厚度減去涂層厚度獲得基體厚度。7.2彎曲撓度和基體彈性模量的測試含涂層和無涂層的樣品彎曲撓度可用三點彎曲方法獲取，下跨距為樣品長度的5/6。對于含涂層的樣品，將涂層面置于彎曲受拉面。將加載壓頭放置在兩個支撐輥中間，確保加載壓頭和樣品均勻接觸。將撓度測量裝置放在樣品涂層面，獲得撓度值，如圖2所示。說明：1—樣品；2—變形測量裝置；P—施加的載荷。圖2三點彎曲試驗撓度測量示意圖GB／T39686—20207.2.2基體彈性模量測試式中：E—L—H—B—Δp—在彈性變形范圍內載荷增量，單位為牛頓(N);7.3涂層彈性模量測試ff。涂層彈性模量可通過樣品尺寸、厚度比和撓度比求得，見公式(2)和表1。涂層彈性模量應在強度計算前確定。7.4涂層斷裂強度測試0的加載速率施加載荷并記錄涂層斷裂時的臨界載荷pC。涂層斷裂強度可由臨界載荷和樣品尺寸求得，見公式(3)。注：對于金屬基體推薦用聲發(fā)射裝置來確定樣品的臨界載荷。對于大多數脆性基體來說臨界載荷就是峰值載荷。8.1涂層彈性模量的計算涂層彈性模量Ec按公式(2)計算。E式中：Ef45GB／T39686—2020表1三種涂層結構樣品的彈性模量和撓度的比值編號不同涂層結構1= = 2R3f1/f2II3II式中：F—基體樣品與鍍涂層復合體樣品的撓度增量比；Iffmm);8.2涂層斷裂強度的計算式中：Pc—涂層斷裂的臨界載荷，單位為牛頓(N);I—表2三種不同涂層結構的樣品拉伸表面到中性軸的距離及慣性矩計算公式編號不同涂層結構cI12I20.5H＋hI30.5H＋hI注：涂層的殘余應力所造成的影響不在這