GB∕T 39688-2020 陶瓷涂層密度的測試方法

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)陶瓷涂層密度的測試方法T2020-12-14發(fā)布2021-07-01實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB／T39688—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國工業(yè)陶瓷標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC194)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)、山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院有限公司、安徽中亞鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司、中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、廣東華材實(shí)業(yè)股份有限公司、中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)淄博有限公司、江蘇武進(jìn)液壓啟閉機(jī)有限公司、北京礦冶科技集團(tuán)有限公司、東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司、中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司。1GB／T39688—2020陶瓷涂層密度的測試方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了陶瓷涂層密度的測試方法的原理、儀器設(shè)備、試樣、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算、測試精度和誤差分析以及測試報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于厚度大于0.1的陶瓷涂層。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)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/T1216外徑千分尺GB/T25995精細(xì)陶瓷密度和顯氣孔率試驗(yàn)方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1表觀體積固體材料和閉氣孔的體積之和。3.2密度干燥材料的質(zhì)量與其表觀體積之比。3.3干重比干燥的未涂層試樣（基體）與涂層試樣的質(zhì)量比。在陶瓷涂層與未涂層試樣（基體）界面連續(xù)且無剝離的前提條件下，基于阿基米德排水法測量基體和涂層-基體復(fù)合體（涂層試樣）的密度，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)基體、涂層試樣以及陶瓷涂層三者之間密度的解析關(guān)系，計(jì)算得到陶瓷涂層的密度值。該方法既適用于單一涂層，也適用于多層復(fù)合涂層。在測試多層涂層樣品時(shí)，將位于樣品表面的某一涂層看作單層涂層，樣品其余部分作為基體，以此類推，可以測量出任意涂層的密度。根據(jù)基體、涂層試樣及陶瓷涂層之間密度的解析關(guān)系，陶瓷涂層密度可通過測定以下三個(gè)參數(shù)計(jì)算得到：c)基體和涂層試樣的干重比k。采用阿基米德法測定。2GB／T39688—20205儀器設(shè)備5.1密度測試裝置密度測試裝置應(yīng)符合GB/T25995,其質(zhì)量測定用電子天平精確到0.001g。5.2尺寸測量儀器根據(jù)GB/T1216,尺寸測量裝置采用精度為0.001mm的千分尺。涂層厚度采用可放大1000倍的光學(xué)顯微鏡或更高倍率的電子顯微鏡進(jìn)行測量，也可以使用無損厚度測定儀直接測量涂層的厚度，并在試驗(yàn)報(bào)告中呈現(xiàn)厚度測試數(shù)據(jù)。6.1A型試樣制備每個(gè)試樣體積應(yīng)符合GB/T25995要求。每個(gè)單獨(dú)測試的涂層試樣和基體的體積應(yīng)不小于0.36cm3。A型涂層試樣的建議幾何尺寸如圖1所示，其中厚度比R（R＝h／H）應(yīng)大于1/100。表1給出了陶瓷涂層的建議尺寸。試樣表面應(yīng)光滑平整，表面應(yīng)經(jīng)過細(xì)磨加工(38μm或更細(xì)）。對于具有多層涂層的試樣，第一層被認(rèn)為是單層涂層，其余的被看作基體，每層的密度可以根據(jù)附錄A所示的測試程序來確定。圖1矩形陶瓷涂層測試樣示意圖表1涂層試樣的建議尺寸單位為毫米維度符號描述尺寸偏差L試樣長度>30±0.5B試樣寬度6~15±0.1H＋h試樣總厚度2~4在進(jìn)一步處理過程中，每個(gè)測試樣品表面應(yīng)確保干凈無污損。測試樣品應(yīng)具有光滑表面以保證可采用木纖維素纖維或發(fā)泡塑料聚合物成分的海綿將浸漬液從表面上抹除。6.2B型試樣準(zhǔn)備B型試樣具有任意復(fù)雜的形狀，送檢單位需提供符合GB/T25995測試要求的基體樣品。首先要測量基體的密度，然后根據(jù)要求的工藝對基體進(jìn)行涂層，再測量出含涂層試樣組件的密度。最后，采用3GB／T39688—2020相對法確定陶瓷涂層的密度值。當(dāng)單件樣品的體積小于0.4cm3時(shí)，必須取足夠數(shù)量的樣品，使樣品的總體積達(dá)到GB/T25995規(guī)定的最小體積。試樣制備后，應(yīng)小心存放避免損壞。每個(gè)試樣應(yīng)獨(dú)立存放，避免相互沖擊和刮擦。每個(gè)測試至少需要測試3個(gè)試樣。7試驗(yàn)步驟7.1干燥涂層試樣的質(zhì)量和涂層試樣密度的測定根據(jù)7.2干燥基體試樣質(zhì)量的測定及基體試樣密度的測定從A型涂層試樣上研磨去除涂層得到等效基體試樣，然后根據(jù)GB/T25995測試干燥基體試樣質(zhì)測量基體的干質(zhì)量和基體的密度。7.3溫度和相對濕度測量并記錄測試過程中的環(huán)境溫度和相對濕度。8結(jié)果計(jì)算涂層密度按式(1)、式(2)計(jì)算。式中：c—涂層密度，單位為克每立方厘米(g/k—基體與涂層試樣的干重比；s—基體密度，單位為克每立方厘米(g/ms—干燥基體試樣質(zhì)量，單位為克(g);m—干燥涂層試樣質(zhì)量，單位為克(g8.2密度均值和標(biāo)準(zhǔn)差 密度均值ρ和標(biāo)準(zhǔn)差s分別按式(3)和式(4)計(jì)算。 (2)(3)4GB／T39688—2020式中：i—第i個(gè)試樣的密度，單位為克(g);n—測試樣品的總數(shù)。9影響測試精度的因素分析涂層密度測試的精度受很多因素影響，如試樣表面粗糙度、涂層厚度和天平精度等。試樣形狀對測試精度無影響，但涂層不能太薄，如果k值等于或大于1,則測試結(jié)果不正確，需要重新測試，試樣體積和質(zhì)量測試的精度需符合GB/T25995要求。10測試報(bào)告測試報(bào)告至少應(yīng)包括以下信息：b)所測涂層、基體和涂層試樣的密度均值。c)試樣的尺寸及厚度比h／H，測試過程中的環(huán)境溫度和相對濕度。d)試樣材料描述及其表面處理信息。e)測試日期，操作人員姓名，地址和簽名頁，以及一個(gè)特定的報(bào)告編號。f)測試實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址。g)測試次數(shù)和獲得有效結(jié)果的次數(shù)。5GB／T39688—2020附錄A（資料性附錄）多層涂層中各層密度的測定A.1A型試樣多層涂層密度的測定第一層被認(rèn)為是單層涂層，如圖A.1所示，測試干燥試樣的質(zhì)量和密度。然后研磨掉第一層后作為基板的殘余部分，并測量其質(zhì)量和密度。重復(fù)這一步，以確定每一層的密度。例如，復(fù)合材料具有3層涂層，其測試程序如下：根據(jù)重復(fù)步驟和步驟e)根據(jù)以上方法，獲得每個(gè)涂層的密度。