实验一 常温耐压强度的测试
常温耐压强度是指材料在室温下,单位面积上所能承受的极限载荷,是衡量材料质量的重要性能指标之一,能间接地反应出制品的组织结构,如致密性、均匀性、烧结性等。 一、实验目的
1.掌握材料常温耐压强度的测试原理和方法。 2.熟悉材料常温耐压强测试的实验仪器与设备。 3.了解影响陶瓷材料耐压强度的因素。 二、实验原理
耐压强度的测定一般采用轴心受压的形式。基本的测试方法是:从制品上切取正方体或圆柱体试样,在常温状态下,在压力试验机上按规定的加压速率对试样加压,直至其破坏,记录最大压力值,计算出单位横截面积承受的极限压力,单位MPa。
陶瓷材料的破坏往往从表面开始,因此试样大小和形状对测量结果有较大影响。试样的尺寸增大,存在缺陷的概率也增大,测得的抗压强度值偏低。 三、实验仪器、设备
液压式压力试验机、电热鼓风干燥箱、游标卡尺等。 四、实验步骤
1.测试样品的处理:先将样品表面打磨处理,再将样品清洗干净,干燥后待用。试样不应有可见的缺陷,同类试样不应少于6个。
2.测量试样两受压面相互垂直的两条直径尺寸,精确至0.01 mm。根据两受压面4个直径的算术平均值,计算出平均截面积A0。
3.将装好试样的夹具安装在试验机上下两块压板的中心位置。 4.选择载荷量程,使其大于试样预估计破坏载荷值的10%。
5.启动设备,转动送油手柄,以1.0 MPa/s±0.1 MPa/s的速率连续均匀地
施加压力,直至试样破碎,转动回油手柄,记录指示的最大破坏载荷Fmax。
6.实验结束后,关闭试验机电源,并对试验机进行清理。 五、实验数据记录与处理
1.实验记录
平均截试样 编号 1 2 3 4 5 6 直径1直径2直径3直径4平均直面积(mm) (mm) (mm) (mm) 径(mm) (mm) 2最大载荷(N)
2.数据处理
试样的常温耐压强度按下式进行计算:
??FmaxA0
式中:σ,常温耐压强度,兆帕(MPa);计算结果保留小数点后一位;
Fmax,最大破坏载荷,牛(N);
A0,试样受压面的初始平均截面积,平方毫米(mm2)。
平均耐压强度按规定取几个试样耐压强度的平均值。 六、实验报告及要求
实验报告包括:实验目的、实验原理、实验步骤、实验仪器设备、实验结果等内容。 七、思考题
造成常温耐压强度测试结果误差的原因可能有哪些?
实验二 常温抗折强度的测试
材料的抗折强度是材料的重要力学性能之一,又称抗弯或弯曲强度。通过这
一性能的测定,可以直观地了解制品的强度,为发展新品种、调整配方、改进工艺、提高产品质量提供依据。颗粒配比是否合理、气孔的大小和数量、组织结构是否均匀一致、颗粒间结合是否牢固等是决定陶瓷材料抗折强度的重要因素。 一、实验目的
1.掌握材料常温抗折强度的测试原理和方法。 2.熟悉材料常温抗折强度测试的实验仪器与设备。 3.了解影响陶瓷材料抗折强度的因素。 二、实验原理
在常温下,以恒定的加载速率对试样施加应力直至试样断裂,记录最大载荷。 三、实验仪器、设备
万能试验机(或抗折强度测试仪)、电热鼓风干燥箱、游标卡尺等。 四、实验步骤
1.测试样品的处理:先将样品切割为一定尺寸的长方体,表面打磨与抛光处理,再将样品清洗干净,干燥后待用。试样不应有可见的缺陷,同类试样不应少于3个。
2.测量试样长度方向中心部位的宽度与高度,精确至0.01 mm。
LT b h
LT:试样长度,LT = L + 6,毫米(mm); L:支撑跨距,毫米(mm);
b:试样宽度,毫米(mm);h:试样高度,毫米(mm)。
3.测量跨距,精确至0.01mm,把试样挡在支座正中,使试样与支撑辊轴垂直。
4.将试样对称地放置在试验机两刀口上的中间位置,压头位于跨度中心。 5.以一定加载速率进行加载实验,直到试样破坏为止,记录试样破坏时的最大载荷。
6.实验结束后,关闭试验机电源,并对试验机进行清理。 五、实验记录与数据处理
1.实验记录
最大载荷(N) 试样长 宽 高 跨距编号 (mm) (mm) (mm) (mm) 1 2 3 2.数据处理
常温抗折强度由下式进行计算:
?f?3FmaxL? 2bh2式中:σf,常温抗折强度,兆帕(MPa),结果保留一位小数;
Fmax,施加的最大载荷,牛顿(N); b,试样宽度,毫米(mm); h,试样高度,毫米(mm);
L,下刀口间的距离(跨距),毫米(mm)。
六、实验报告及要求
实验报告包括:实验目的、实验原理、实验步骤、实验仪器设备、实验结果等内容。 七、思考题
影响陶瓷材料抗折强度的因素有哪些?
实验三 弹性模量的测试
一、实验目的
1.掌握弯曲法测量材料弹性模量的原理和实验方法。 2.掌握弹性模量的物理意义与胡克定律。 3.熟悉材料弹性模量测试的实验仪器与设备。 4.了解影响陶瓷材料弹性模量的因素。 二、实验原理
材料在线弹性范围内服从胡克定律,应力和应变成正比关系,其比例系数为弹性模量,表征材料抵抗弹性变形的能力。本实验的原理为试样在弯曲受载过程中,通过载荷-挠度曲线的线性段计算弹性模量。 三、实验仪器、设备
游标卡尺、万能试验机 四、实验步骤
1.测试样品的处理:先将样品切割为一定尺寸的长方体,表面打磨与抛光处理,再将样品清洗干净,干燥后待用。试样不应有可见的缺陷,同类试样不应少于3个。
2.测量试样长度方向中心部位的宽度与高度,精确至0.01 mm。
LT b h
LT:试样长度,LT = L + 6,毫米(mm); L:支撑跨距,毫米(mm); b:试样宽度,毫米(mm); h:试样高度,毫米(mm)。