GB/T39828-2021
陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法
Testmethodfordeterminingelasticmodulusofthickceramiccoatingatelevatedtemperature
- 中国标准分类号（CCS）Q32
- 国际标准分类号（ICS）81.060.20
- 实施日期2021-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数8页
- 文件大小492.19KB
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陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法
国家标准 GB/T39828一2021 陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法 Iestmethodfordeterminingelastie modulusofthickceramicc0atingat elevatedtemperature 2021-03-09发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/39828一2021 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由建筑材料联合会提出
本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/Tc194)归口
本标准起草单位:建材检验认证集团股份有限公司、深圳市八六三新材料技术有限责任公司、 安徽萎湖漆股份有限公司、郑州中本耐火科技股份有限公司建筑材料科学研究总院有限公司、中 国建材检验认证集团(陕西)有限公司、山东工业陶瓷研究设计院有限公司
本标准主要起草人:包亦望、万德田、田远、陈寿、王鑫、龙毛明、韩明军、陈媛媛、刘小根、马德隆、 邱岩、王艳萍、潘瑞娜、孙与康、吴萍、陈常祝
GB/39828一2021 陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法 范围 本标准规定了在高温下采用脉冲激励法测试陶瓷厚涂层的弹性模量的术语和定义、原理、仪器设 备、样品、,试验、结果与计算和试验报告
本标准适用于1500C以下的金属基体或陶瓷基体的陶瓷厚涂层弹性模量的试验
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
JC/T2172精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法脉冲激励法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 厚涂层thickcoating 厚度大于30Am的涂层
3.2 厚度比thieknessratio 涂层厚度与基体厚度的比值
3.3 复合体composites 涂层和基体形成的整体
原理 对于界面连续且与基体紧密结合的陶瓷厚涂层,其弹性模量可以通过脉冲激励法和相关公式算出
涂层的弹性模量通过三个参数得到,即基体样品的弹性模量(E,),复合体样品的弹性模量(E.),涂层和 基体的厚度比(R=h/H)
E，和E,的值均用高温脉冲激励法测得
仪器设备 S 5.1弹性模量测试仪 应符合JC/T2172规定，且能在高温环境下使用的脉冲激励测试系统
GB/T39828一2021 5.2加热设备 5.2.1加热炉 加热炉应能对夹具和样品均匀加热,并保持恒温,加热速率为1C/min一15C/min
测试时炉脸 工作区域温度应保持均匀恒温,偏差不大于5C
炉腔内为空气环境或惰性气体环境
5.2.2热电偶 热电偶的分辨率应小于等于1C,测试误差应小于1%
热电偶的一端要接近或贴近测试样品 如果使用光学测温设备,分辨率应小于或等于1C,误差应小于2%
5.3量具 用分辨率为0.02mm或更高的量具测量样品尺寸
用具有200倍以上放大倍率的显微镜来测量 涂层厚度,分辨率应小于或等于0.14nm
5.4夹具 夹具包含支架和耐高温金属丝支撑系统,应保证样品在测试过程中不发生明显移动,并方便脉冲激 励信号采集
样品 o 6.1样品为矩形截面梁样品,涂层应在基体上表面或下表面,如图1所示
注:对于含多层涂层的样品.将第一层涂层作为涂层材料,剩余部分作为基体材料进行计算
每一层依次进行
6.2样品应符合Jc/T2172规定,样品宽度和基体厚度的比值(B/H)应在310之间涂层与基体的 厚度比R=h/H应大于1/100
推荐的样品尺寸如表1所示
说明 涂层 基体
图1样品示意图
GB/39828一2021 表1样品的推荐尺寸 单位为毫米 符号 尺寸 公差 >40 士0.5 B 615 士0.l >0.03 土0.001 H十h 士0.05 注:陶瓷厚涂层弹性模量测试推荐尺寸比例为L
:B:H+h)=20:5:1
6.3样品要轻拿轻放,以免损伤样品
存放样品时应相互隔离,避免彼此碰撞
6.4样品数量不少于3个
试验 7.1质量和尺寸的测量 7.1.1干燥样品直到质量恒定后,测量样品质量,精确至1mg
7.1.2用量具分别测量样品3个不同位置的长度、宽度、厚度以及涂层的厚度,计算平均值
涂层的厚 度偏差应小于0.5尸m. 7.2弹性模量的测试 7.2.1在高温环境下用两根耐高温金属丝支撑样品,应允许样品自由振动,如图2所示
海 高温弹性模量测试示意图 0.224 0.224 样品的悬挂支撑系统 b 说明 -支撑系统; 传感器 6 激励器; 信号放大器; -高温炉 -频率分析仪; -样品， -结果输出
图2高温弹性模量测试示意图和样品的悬挂支撑系统
GB/T39828一202 7.2.2测试高温下的弹性模量
加热样品到设定温度
当达到设定温度时,应保持温度足够的时间 建议15min)使得样品温度达到均匀
7.2.3测试过程中炉内温度变化应小于2
7.2.4在设定的温度下,按JC/T2172分别测试复合体样品和基体样品的弹性模量
注:如果只有复合体样品,可以测试完后研磨掉涂层,剩余部分作为基体样品进行弹性模量测试
7.2.5测试含多层涂层样品中每层涂层的弹性模量按附录A进行
8 结果与计算 8.1弹性模量的计算 涂层的弹性模量按公式(1)计算 -U十、UV
E E
=- 2R 其中 R=/H F=(1十R?(E,/E,) U=4R'十6R十4一F V=4R2F一1 式中 陶瓷涂层厚度,单位为毫米(mm). h H -基体厚度,单位为毫米(mm); 复合体样品的弹性模量,单位为吉帕(GPa); E E 样品基体的弹性模量,单位为吉帕(GPa); F 基体和复合体的刚度比
8.2弹性模量的平均值和标准偏差 弹性模量的平均值E和标准偏差、按公式(6)和公式(7)计算 6 E;,-1" 式中 E 第;个样品的弹性模量,单位为吉帕(GPa) 样品的数量
试验报告 9 试验报告应至少包含以下信息 测试机构的名称和报告编号; a
GB/39828一2021 b 试验项目名称和依据标准; 样品的形状、尺寸、质量、数量和编号 c d 样品说明(基体和涂层的材料类型,规格型号,样品批号); 测试温度,加热炉型号和温度测量装置; e 炉腔环境;空气或者惰性气体 加热速率和保温时间; g h 试验次数和有效结果、平均值和标准差 测试日期,试验人员和其他
GB/T39828一2021 附 录 A 规范性附录) 测试含多层涂层样品中每层涂层的弹性模量 将涂层样品的第一层看作单层单独涂层,如图A.1所示,测试样品弹性模量,然后磨掉第一层涂 层
剩余部分当作基体并测量其弹性模量
计算得到第一层涂层的弹性模量
重复此步骤可得到每一 层涂层的弹性模量
如图A.1所示,复合涂层样品有3层涂层
测试步骤如下 首先测出样品最初的宽度、厚度和长度
得到样品的弹性模量E
a 磨掉第一层涂层
测试剩余部分(剩余的涂层和基体)的厚度
计算第一层涂层的厚度原始 b) 的厚度减去剩余厚度)
用脉冲激励法测试剩余部分的弹性模量E
用公式(1)计算第一层涂层的弹性模量E
c 重复步骤b)和步骤c),得到E,和E的值
计算出第二次涂层的弹性模量Ea
d e 根据上述方法,得到每一层涂层的弹性模量
说明 -第一层涂层; -第二层涂层; -第三层涂层; -基体
多层涂层样品横截面示意图 图A.1
陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法GB/T39828-2021
随着科技的发展，陶瓷材料被广泛应用于各种行业，例如航空、能源和化工等领域。然而，在高温条件下，陶瓷材料容易出现脆性断裂等问题，限制了其应用范围。
为了解决这个问题，人们开始将陶瓷材料表面喷涂一层厚涂层来增加陶瓷材料的韧性、抗磨损性和耐腐蚀性。陶瓷厚涂层在高温条件下具有良好的机械性能和化学稳定性，因此在高温环境下得到了广泛的应用。
但是，陶瓷厚涂层的高温弹性模量是一个非常重要的参数。它反映了材料在应力下变形的能力，直接影响到材料的使用寿命和安全性。
最新的GB/T39828-2021标准提供了一种科学、可靠的试验方法来测量陶瓷厚涂层的高温弹性模量。该标准规定了试验设备、试验方法和数据处理等方面的内容，确保了试验结果的准确性和可比性。
总之，陶瓷厚涂层的高温弹性模量试验方法GB/T39828-2021标准的出台，为陶瓷材料在高温条件下的应用提供了更加科学、可靠的技术支持。
