冲击韧性的测定[1]

一、实验目的

1．了解测定冲击韧度的实际意义。

2．了解影响冲击韧度测值的因素。

3．掌握冲击韧度的测定原理及测定方法。

二、实验原理

陶瓷材料或制品的冲击韧度是衡量陶瓷抵抗动负荷的能力。陶瓷材料抵抗冲击的能力可用使试样损坏的外力所做的功来计量。使试样破坏的外力通常是重力，即落在试样上的金属球、梨形锤、摆锤的质量。外力作用物的形状及质量随各种仪器的不同而不同。

陶瓷是一种脆性材料，在检选加工搬运和使用过程中都要受到冲击力的作用，而且容易破损。陶瓷制品的抗冲击强度或冲击韧度同其他机械强度一样，与坯釉组成、成型方法、干燥烧成条件以及试样表面状态、裂纹及其他缺陷等因素有关。测定冲击韧度，对于调整配方、改进工艺、产品包装、运输等均有指导意义。

试样尺寸采用厚度4±0.2mm，宽度4±0.2mm，长度不小于50mm。或4mm×6mm×50mm，在开2mm深的槽使断口截面为4mm×4mm的正方形。

三、仪器设备

XJJ-5型冲击实验机1台，游标卡尺一把。

四、实验步骤

1．试样制备：在三件制品上切取比标准试样尺寸略大的毛坯10根，然后加工成标准试样。对于直接切取上述试样有困难的实验制品，可以用与制品生产相同的工艺制作试样。

2．试样必须研磨平整，不允许存在制样造成的缺边或裂纹。实验前，必须将试样表面杂质颗粒清除干净。

3．安装摆锤，校准仪器（参看仪器参考书）。

4．装好试样。

5．将摆锤提高到预扬角位置，释放摆锤使之自由下落，被试样冲断时，指针所指的能量值即为试样所吸收的冲击功。

五、实验记录与计算

1．冲击韧度测定记录表

           表5-28

AK=W/F                                   （5.41）

式中  AK——冲击韧度，N·m/㎡；

W——试样所吸收的冲击功，N·m；

F——试样断裂处横截面积，㎡。

六、注意事项

1．不论采用何种实验方法，都可以把破坏功换算成试样单位体积或单位面积上的功。但是只有在试样的形状尺寸完全相同时，各种实验所得的结果才能互相比较。

2．根据不同公式计算出来的破坏功的指标同样不能互相比较。

七、思考题

1．测定冲击韧度的实际意义是什么？

2．影响冲击韧度的因素是什么？

3．为什么陶瓷材料和陶瓷制品的抗冲击强度特别低（相对与抗压、抗折、抗张强度而言）？