特种陶瓷断裂模数检测标准解读

问：特种陶瓷断裂模数检测标准有哪些？其具体内容及检测作用是什么？

答：

一、标准名称

1. GB/T 3810.4-2016《陶瓷砖试验方法 第4部分：断裂模数和破坏强度的测定》

2. GB/T 6569-2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》

3. GB/T 23806-2009《氮化硅陶瓷常温弯曲强度试验方法》

4. GB/T 26534-2011《碳化硅特种陶瓷常温弯曲强度试验方法》

5. GB/T 32176-2015《氧化铝特种陶瓷常温弯曲强度试验方法》

二、标准内容

1. GB/T 3810.4-2016：该标准适用于陶瓷砖断裂模数和破坏强度的测定。在试验设备方面，对压力试验机精度要求为±1%，支撑装置需能保证试样自由放置且支撑面平整光滑。对于矩形试样，跨度设定为（100±0.5）mm，试样宽度测量精确至0.1mm 。在试验过程中，以（50±5）N/s的速率均匀施加负荷直至试样断裂。断裂模数计算公式为：$M = \frac{3FL}{2bh^{2}}$，其中M为断裂模数（MPa），F为破坏荷载（N），L为跨度（mm），b为试样宽度（mm），h为试样厚度（mm）。破坏强度则直接记录试样断裂时的荷载值。

2. GB/T 6569-2006：主要针对精细陶瓷弯曲强度试验。试验采用三点或四点弯曲法。三点弯曲时，跨距为试样厚度的16倍，四点弯曲时，外跨距为内跨距的2倍，且内跨距为试样厚度的8倍。加载速率根据材料不同有所区分，如脆性材料加载速率为（0.5±0.1）MPa/s 。试样应保证表面平整、无缺陷，尺寸测量精度达到规定要求。弯曲强度计算依据不同加载方式有相应公式，三点弯曲强度公式为：$σ = \frac{3FL}{2bh^{2}}$，四点弯曲强度公式为：$σ = \frac{3F(L_{1}-L_{2})}{2bh^{2}}$，式中各参数含义与GB/T 3810.4-2016类似，但各参数取值因加载方式不同而有差异。

3. GB/T 23806-2009：专门用于氮化硅陶瓷常温弯曲强度试验。试样需加工成规定尺寸，一般为矩形截面。试验采用三点弯曲法，跨距通常为（30±0.1）mm 。加载速率控制在（0.5±0.1）mm/min。对试验环境温度和湿度有一定要求，温度为（23±2）℃，相对湿度为（50±5）%。通过测量试样断裂时的荷载，利用三点弯曲强度公式计算氮化硅陶瓷的常温弯曲强度，进而评估其断裂模数相关性能。

4. GB/T 26534-2011：适用于碳化硅特种陶瓷常温弯曲强度试验。采用三点弯曲加载方式，跨距选取与试样厚度相关，一般为厚度的16倍。加载速率设定为（0.5±0.1）MPa/s。在试验前需对试样进行外观检查，确保无明显裂纹、气孔等缺陷。对试样尺寸测量精度要求较高，长度、宽度和厚度测量误差控制在规定范围内。依据三点弯曲强度公式计算碳化硅特种陶瓷的常温弯曲强度，以反映其断裂模数特性。

5. GB/T 32176-2015：针对氧化铝特种陶瓷常温弯曲强度试验。可采用三点或四点弯曲试验方法。三点弯曲时跨距为（30±0.1）mm，四点弯曲时外跨距与内跨距设置有明确比例关系。加载速率依据材料特性选择，一般在（0.2 - 1）MPa/s范围内。试验过程中需准确记录试样破坏时的荷载，按照相应弯曲强度公式计算氧化铝特种陶瓷的常温弯曲强度，从而得到其断裂模数的相关数据。

三、检测作用

特种陶瓷断裂模数检测作用显著。通过检测断裂模数，可评估特种陶瓷材料在承受弯曲负荷时抵抗断裂的能力。在生产环节，能有效控制产品质量，对不符合断裂模数标准的产品进行筛选，避免不合格品流入市场。在研发阶段，帮助研发人员了解新材料性能，为优化配方和改进工艺提供数据支撑，助力开发出性能更优的特种陶瓷材料。在应用方面，为工程师在选择合适特种陶瓷材料用于特定工程场景时提供关键依据，确保所选材料能满足实际使用中的力学性能要求，保障工程安全与可靠性。