陶瓷試樣機(jī)械加工成拉伸試驗(yàn)定量測定結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)顯微鏡
彈性變形與塑性變形之間的另一個(gè)不同是:不同類型的變形所
導(dǎo)致的試樣體積的變化幅度不同。彈性變形(即原子結(jié)合鍵伸長)改
變了原子之間的平衡間距因而改變了試樣的體積。但是,彈性變形
時(shí)最近鄰的原子保持不變,因而試樣的形狀沒有大的變化。相反,
塑性變形沒有明顯地改變?cè)咏Y(jié)合鍵的長度和晶體體積,但是滑移
過程改變了材料的形狀。拉伸試驗(yàn)
拉伸試驗(yàn)用于定量測定結(jié)構(gòu)材料的一些主要力學(xué)性能。歷史上
,這種試驗(yàn)是為金屬材料建立起來并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的,而同樣的原則
也適用于聚合物、陶瓷和復(fù)合材料。然而,對(duì)于不同類型的材料,
其具體程序有些差別。我們從討論金屬材料的拉伸試驗(yàn)開始,然后
敘述陶瓷和聚合物的有關(guān)程序陶瓷試驗(yàn)
從試驗(yàn)觀點(diǎn)來看,金屬與陶瓷的主要差別在于陶瓷所固有的脆
性。因此,難于將陶瓷試樣機(jī)械加工成拉伸試驗(yàn)所要求的形狀,特
別是標(biāo)距部分的橫截面減小的成形,以及用來將試樣連接到拉伸試
驗(yàn)機(jī)上去的螺紋部分的加工。
這個(gè)難題通常的解決辦法是對(duì)陶瓷進(jìn)行彎曲試驗(yàn),而不是拉伸
試驗(yàn)。彎曲試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是試樣的幾何形狀簡單(矩形或圓柱形試樣)
、試驗(yàn)程序簡化,并試驗(yàn)成本較低。與拉伸試驗(yàn)相比,四點(diǎn)彎曲試
驗(yàn)的主要缺點(diǎn)是試樣中的應(yīng)力分布不均勻,它不像拉伸試驗(yàn)?zāi)菢釉?br>整個(gè)標(biāo)距內(nèi)的應(yīng)力幾乎呈均勻狀態(tài)。彎曲試樣的最大應(yīng)力(即在試
驗(yàn)中用儀器記錄下來的最大作用力除以試樣的橫截面面積)只能在
試樣的兩個(gè)中間支撐點(diǎn)之間的區(qū)域中非表面上獲得。這種應(yīng)力不均
勻狀態(tài)的后果是,在某些情況下,特別是受載試樣中的最大裂紋位
于試樣內(nèi)部時(shí),在四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中會(huì)過高地估計(jì)陶瓷的強(qiáng)度。
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