陶瓷抗折抗压能力测试方法

陶瓷抗折抗压能力测试方法

一、前言：

陶瓷作为一种广泛应用于建筑、电子、航空航天等众多领域的重要材料，其力学性能尤其是抗折抗压能力直接关系到产品的质量、可靠性与使用寿命。 陶瓷抗折抗压能力测试方法，以满足不同类型陶瓷材料及相关行业的测试需求。通过详细阐述测试原理、规范测试设备要求、明确试样制备标准以及严谨的测试步骤与数据处理流程，确保测试结果具有准确性、重复性与可比性。

二、抗折测试

（一）三点弯曲法

1. 试样准备：将陶瓷材料加工成矩形截面的长条状试样，尺寸一般为长 80 160mm，宽 10 20mm，厚 5 10mm，表面应平整光滑，无明显缺陷和裂纹，每组试样数量不少于 5 个。

2. 测试设备：采用万能材料试验机，其精度应能满足测量要求，加载范围需涵盖陶瓷试样的预期断裂载荷。

3. 测试步骤：

将试样放置在万能材料试验机的两个支撑点上，支撑点之间的跨距一般为试样长度减去 40mm，确保试样与支撑点接触良好且平稳。

调整试验机的加载装置，使加载压头位于试样的中心位置且垂直于试样的长度方向。

设置试验机的加载速度，通常为 0.5mm/min。

启动试验机，开始加载，记录下试样断裂时的最大载荷值 F（单位：N）。

4. 数据处理：根据公式计算抗折强度 σf（单位：MPa），公式为 σf = 3FL / 2bh²，其中 L 为跨距（单位：mm），b 为试样宽度（单位：mm），h 为试样厚度（单位：mm）。计算每组试样的抗折强度平均值，并计算标准偏差，以评估数据的离散程度。

（二）四点弯曲法

1. 试样准备：同三点弯曲法试样要求。

2. 测试设备：万能材料试验机。

3. 测试步骤：

将试样放置在万能材料试验机的四个支撑点上，内侧两个支撑点之间的跨距一般为试样长度减去 80mm，外侧两个加载点位于内侧支撑点两侧对称位置，加载点之间的跨距为跨距的 1/3。

使加载压头垂直于试样并位于加载点位置。

设置加载速度为 0.5mm/min，启动试验机加载，记录断裂时最大载荷 F。

4. 数据处理：抗折强度计算公式为 σf = FL / bh²，L 为内侧支撑点跨距，b 为宽度，h 为厚度。同样计算平均值与标准偏差。四点弯曲法能使试样在更均匀的弯矩下断裂，结果更准确，但对试样和设备安装要求更高。

三、抗压测试

（一）轴向压缩法

1. 试样准备：制备成正方体或圆柱体试样，正方体边长或圆柱体直径一般为 20 50mm，高度与边长或直径之比为 2 3，试样两端面应平行且平整，每组试样不少于 5 个。

2. 测试设备：压力试验机，精度符合要求，量程覆盖试样预期破坏载荷。

3. 测试步骤：

将试样放置在压力试验机的上下压板之间，确保试样轴线与压力方向一致，可在试样与压板之间垫上一层薄的硬纸板或砂纸，以改善接触条件。

设置压力试验机的加载速度，一般为 1 2kN/s。

启动试验机开始加载，记录试样破坏时的最大压力值 F（单位：N）。

4. 数据处理：抗压强度 σc（单位：MPa）计算公式为 σc = F / A，其中 A 为试样的横截面积（单位：mm²）。计算每组试样抗压强度平均值与标准偏差。