檢測(cè)日用陶瓷材料的抗張強(qiáng)度，試樣制備需格外注意

抗張強(qiáng)度在日用陶瓷檢測(cè)項(xiàng)目幾乎是必檢指標(biāo)。抗張強(qiáng)度主要是反映日用陶瓷在外力作用下抵抗破壞的一種能力。我們都知道，日用陶瓷材料一般都含有結(jié)晶顆粒，而且還存在玻璃相及氣孔等現(xiàn)象，這就使得陶瓷結(jié)構(gòu)中可能存在許多缺陷，尤其是組成陶瓷材料的主要晶體和玻璃相，多是脆性的，所以就造成陶瓷易碎的問(wèn)題。

日用陶瓷材料在外力的作用下會(huì)突然發(fā)生斷裂，在揀選、加工、搬運(yùn)和使用的過(guò)程中也容易破損，因此，測(cè)定日用陶瓷的抗張強(qiáng)度，對(duì)于其產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、指控、使用都具有重要意義。 

目前，我國(guó)對(duì)日用陶瓷抗張強(qiáng)度檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4966-1985《日用陶瓷抗張強(qiáng)度測(cè)定方法》。從時(shí)間上，我們就可以看出B/T4966-85很明顯已經(jīng)不能代表現(xiàn)在最先進(jìn)的檢測(cè)方法了。

而且該標(biāo)準(zhǔn)中不僅缺少適用范圍和定義，而且里面對(duì)儀器的規(guī)定、試樣制備的精度要求等等都不完善，這些都是會(huì)影響最終抗張強(qiáng)度值的關(guān)鍵因素。所以，該標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際使用過(guò)程中參照性和可操作性都不強(qiáng)。

試驗(yàn)設(shè)備及試樣制備注意事項(xiàng)

GB/T4966-1985規(guī)定的檢測(cè)設(shè)備只有壓力試驗(yàn)機(jī)、磨片機(jī)、游標(biāo)卡尺、游標(biāo)角尺和平臺(tái)。但是現(xiàn)代對(duì)于陶瓷抗張強(qiáng)度的檢測(cè)設(shè)備，我們還會(huì)用到水平檢測(cè)臺(tái)、百分表、百分表架、游標(biāo)萬(wàn)能角度尺等工具。在樣品制備上，我們費(fèi)爾工程師在綜合了調(diào)研生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)后提出：如果采用標(biāo)準(zhǔn)中給出的濕法制樣，就會(huì)因每種泥料的燒成收縮不一致，從而難以將燒結(jié)試樣尺寸控制在原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的直徑。在此，我們建議采用圓柱體燒結(jié)試樣，將直徑和高度比設(shè)定成1：1。

為什么要采用圓柱體燒結(jié)試樣？

傳統(tǒng)的日用陶瓷材料抗張強(qiáng)度測(cè)試方法有彎曲法、直接法和徑向壓縮法等。

彎曲法是利用桿件試樣做彎曲實(shí)驗(yàn)，求得抗張強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，但這種方法有缺陷，常因施加的應(yīng)力分布不均勻，使得測(cè)定值偏高。直接法是將試樣制成“8”字形或“啞鈴”形，對(duì)試驗(yàn)直接施加拉升負(fù)荷。但是，陶瓷都是脆性的材料，應(yīng)變小，只要試樣的負(fù)荷中心線有偏差，就會(huì)受到剪應(yīng)力和彎應(yīng)力的影響，使測(cè)定結(jié)果偏低。

GB/T4966-1985采用的是徑向壓縮法，該方法采用彈性理論,如在陶瓷圓柱體試樣的徑向平面沿著試樣長(zhǎng)度施加兩個(gè)方向相反均勻分布的集中載荷,在承受載荷的徑向平面上,將產(chǎn)生與該平面相垂直的左右分離的均勻拉伸應(yīng)力。當(dāng)這種應(yīng)力逐漸增加到一定程度時(shí),試樣就沿徑向平面劈裂破壞。

圓柱體試樣的抗張強(qiáng)度略高于立方體的試樣的抗張強(qiáng)度。因?yàn)閳A柱體的內(nèi)部應(yīng)力較立方體均勻，在對(duì)試樣施加壓力時(shí),圓柱體受壓方向確定，而立方體方向難于統(tǒng)一確定,不同方向的抗張強(qiáng)度有差異。此外,試樣的高度與抗張強(qiáng)度有關(guān),抗張強(qiáng)度隨試樣高度的降低而提高。因此,本標(biāo)準(zhǔn)采用徑高比為 1:1 的圓柱體試樣。

綜上所述，我們推薦試樣制備應(yīng)該按照如下條件執(zhí)行。

1、試樣形狀：圓柱體。

2、試驗(yàn)表面：試樣兩端面平整，兩端面不平行度偏差在±0.2mm 內(nèi)，軸線偏斜角度偏差在±1°內(nèi)。

3、試樣材質(zhì)選擇：不同強(qiáng)度的日用陶瓷材料。

4、試樣數(shù)量：每種材質(zhì) 10 件 ，每組至少選取 6 個(gè)結(jié)果。

選擇好對(duì)的試驗(yàn)設(shè)備，準(zhǔn)確的試樣，試驗(yàn)就成功了一半。下面我們只需要按部就班的根據(jù)試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn)即可。當(dāng)然我們?cè)趯?shí)際測(cè)試時(shí)，也要注意，測(cè)試試樣表面不平整、軸向變形、試樣大小和形狀都影響抗張強(qiáng)度的結(jié)果。

日用陶瓷新材料的開(kāi)發(fā)、材料比對(duì)、質(zhì)量控制、表征和建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，都需要抗張強(qiáng)度的檢測(cè)數(shù)據(jù)作為技術(shù)支撐，以上幾點(diǎn)，僅是我們當(dāng)今日用陶瓷材料抗張強(qiáng)度的一點(diǎn)思考，僅供參考。