三種測試陶瓷材料斷裂韌性的國際標準方法比較*

王家梁 馬德軍 董芮寒 孫 亮

(1.裝甲兵工程學院機械工程系,北京 100072；2.空軍油料研究所,北京 100076)

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三種測試陶瓷材料斷裂韌性的國際標準方法比較*

王家梁1馬德軍1董芮寒2孫 亮1

(1.裝甲兵工程學院機械工程系,北京 100072；2.空軍油料研究所,北京 100076)

分析了近些年國際標準(ISO)、美國標準(ASTM)以及國內標準(GB)中陶瓷材料普遍采用的三種斷裂韌性標準測試方法——單邊預裂紋梁法(SEPB)、表面裂紋彎曲法(SCF)和山形切口梁法(CNB)的基本原理以及優缺點，并以SiC和Si3N4材料為例，比較了三種標準方法所測斷裂韌性值的差別。結果表明：1)三種標準測試方法所測斷裂韌性值具有很好的一致性和可靠性，其最大誤差不超過6.52%；2)山形切口法較其他兩種方法的測試準確性更高，其測試值與三種方法所測均值誤差不超過1.53%。本文工作，為合理選擇標準方法測試陶瓷材料斷裂韌性提供一定的理論基礎。

斷裂韌性；單邊預裂紋梁法；表面裂紋彎曲法；山形切口梁法

0 引言

作為衡量陶瓷材料脆性或韌性的重要力學性能指標，斷裂韌性KIC值的準確測量一直受到國內外研究人員的廣泛關注。目前，陶瓷材料斷裂韌性的測試方法很多，如雙懸臂梁法(Double Cantilever Beam, DCB)[1,2]，雙扭法(Double Torsion, DT)[3,4]、單邊切口梁法(Single Edge Notched Beam, SENB)[5,6]、單邊V切口梁法(Single Edge V-Notched Beam, SEVNB)[7-9]、單邊預裂紋梁法(Single Edge Precracked Beam, SEPB)[10-15]、表面裂紋彎曲法(Surface Crack in Flexure, SCF)[12,16,17]、山形切口梁法(Chevron-Notched Beam, CNB)[12,18-20]和壓痕法(Indentation Method, IM)[11,21-25]等等。不同測試方法各有利弊，所測斷裂韌性值千差萬別。究竟選用何種測試方法可以得到較為準確的斷裂韌性成為亟待解決的首要問題。

鑒于上述情況，本文重點……