陶瓷試樣機械加工成拉伸試驗定量測定結構實驗顯微鏡
彈性變形與塑性變形之間的另一個不同是:不同類型的變形所
導致的試樣體積的變化幅度不同。彈性變形(即原子結合鍵伸長)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
時較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原子結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
拉伸試驗用于定量測定結構材料的一些主要力學性能。歷史上
,這種試驗是為金屬材料建立起來并進行標準化的,而同樣的原則
也適用于聚合物、陶瓷和復合材料。然而,對于不同類型的材料,
其具體程序有些差別。我們從討論金屬材料的拉伸試驗開始,然后
敘述陶瓷和聚合物的有關程序陶瓷試驗
從試驗觀點來看,金屬與陶瓷的主要差別在于陶瓷所固有的脆
性。因此,難于將陶瓷試樣機械加工成拉伸試驗所要求的形狀,特
別是標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
驗機上去的螺紋部分的加工。
這個難題通常的解決辦法是對陶瓷進行彎曲試驗,而不是拉伸
試驗。彎曲試驗的優點是試樣的幾何形狀簡單(矩形或圓柱形試樣)
、試驗程序簡化,并試驗成本較低。與拉伸試驗相比,四點彎曲試
驗的主要缺點是試樣中的應力分布不均勻,它不像拉伸試驗那樣在
整個標距內的應力幾乎呈均勻狀態。彎曲試樣的較大應力(即在試
驗中用儀器記錄下來的較大作用力除以試樣的橫截面面積)只能在
試樣的兩個中間支撐點之間的區域中非表面上獲得。這種應力不均
勻狀態的后果是,在某些情況下,特別是受載試樣中的較大裂紋位
于試樣內部時,在四點彎曲試驗中會過高地估計陶瓷的強度。