GB/T 39686-2020 陶瓷厚涂层的弹性模量与强度试验方法

ICS81.060.30

Q32GB

中华人民共和国国家标准

GB/T39686-2020

陶瓷厚涂层的弹性模量与强度试验方法

Testmethodfordeterminingelasticmodulusandstrengthofthick

ceramiccoatings

2020-12-14发2021-07-01实

布施

国家市场监督管理总局申+

国家标准化管理委员会也叩

Gß/T39686--2020

前言

本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。

本标准由中国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(S;\C/TC194)归口。

本标准起草单位:中国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、

佛山市质量计量监督检测中心、郑州德众刚玉材料有限公司、上海浦公检测技术股份有限公司、中国科

学院上海硅酸盐研究所、广州今泰科技股份有限公司、北京天山新材料技术有限公司、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、刘树、吕宏伟、�宇晓、曾毅、苏东艺、陈亚菊、

刘小根、马德隆、邱岩、王艳萍、潘瑞娜、孙与康、陈常祝。

Gß/T39686--2020

陶瓷厚涂层的弹性模量与强度试验方法

1范

本标准规定了常温下通过三点弯曲法测试陶瓷厚涂层<>30μm)弹性模量和强度的试验方法的术

语和定义、原理、仪器设备、祥品、试验、计算以及试验报告。

本标准适用子金属或者陶瓷基体上的陶瓷厚涂层弹性模量和强度的测定，其他硬脆厚涂层(弹性模

量大子60GPa)可以参照使用。

2规范性引用文件

下列文件对子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)适用子本文件。

GB/T16491电子式万能试验机

GB/T21389游标、带表和数显卡尺

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

涂层断裂强度fracturestrel电thofcoating

含有单面涂层的梁祥品在弯曲载荷作用下涂层在破坏时所受的平均拉伸应力。

3.2

模量比modulusratio

涂层弹性模量与基体弹性模量的比值。

3.3

厚度比thicknessratio

涂层厚度与基f丰厚度的比值。

3.4

挠度比deflectionratio

在给定载荷与跨距的三点弯曲试验中，同一样品制备涂层前后的挠度比值。

4原理

利用三点弯曲试验方法分别测得在相同条件下同一样品制备涂层前(基体祥品)和制备涂层后(复

合体祥品)的挠度，两个挠度的比值反映了祥品弹性模量的差别。涂层弹性模量可通过挠度比值和祥品

尺寸计算得出。在获得涂层弹性模量之后，对台涂层样品加载直至涂层断裂，获得其l临界载荷，通过涂

层断裂时的临界载荷和祥品尺寸计算得到涂层断裂强度。

1

GB/T39686-2020

5仪器设备

5.1试验机

试验机应符合GB/T16491的规定，载荷测量精度为1%或更高，自动记录载荷与位移或测试时间

的关系曲线。

5.2量具

测量样品尺寸用的游标卡尺应符合GB/T21389的规定，分辨率为0.02mm或更高O涂层厚度要

用放大倍数为200倍或更高的光学显微镜来测量。样品挠度测量装置的分辨率为0.001mm或更高。

6样晶

6.1样品尺寸

三种不同涂层结构可用于涂层性能测试，含涂层样品的矩形截面分别是:

a)单面涂层，涂层只在样品下表面，见图1a);

b)双面涂层，涂层在样品的上表面和下表面，见图1b);

c)四面涂层，涂层在梁样品的四个侧面，见图1c)。

样品的长度、宽度和厚度分别为36mm、4mm和2mm，或具有同样尺寸比例的样品。涂层与基体

的厚度比h/H应大于1/100。涂层厚度hIJ.

应大于30mo

2

民l彩巧巧巧巧乡|斗W巧巧巧巧功

a)单面涂层b)双面涂层c)四面涂层

说明:

1涂层;

2基体;

h涂层厚度;

H

基体厚度。

图1不同涂层横截面结构示意图(单面、双面、四面)

6.2样品制备

样品可以从以下两种途径获得:

a)原始状态为含有涂层样品，直接测试给定载荷下的挠度，然后研磨掉涂层并抛光，剩余部分作

为基体样品进行相同条件下的挠度测试;

b)原始状态为元涂层样品，直接测试给定载荷下的挠度，然后在该样品上镀涂层，再测试含涂层

样品的挠度。

如果得到的涂层在不同表面的最厚处和最薄处的差别大于5%，则应重新制备样品O

2

GB/T39686-2020

6.3

样品存放

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O

6.4

样品数量

样品不少于6个。

7

试验

7.1

尺寸测量

采用游标卡尺测量样品中间和两端的长度、宽度和厚度，求得各自的平均值。

至少选取三点测量涂层的厚度，偏差应小于0.5μmo

注.对于无涂层样品.直接测量获得基体厚度。对于含涂层样品.通过光学显微镜获得涂层厚度后.用复合体厚度

减去涂层厚度获得基体厚度。

7.2弯曲挠度和基体弹性模量的测试

7.2.1

弯曲挠度测试

速率in

采用位移控制方式，加载为0.2mm/m。

含涂层和无涂层的样品弯曲挠度可用三点弯曲方法获取，下跨距为样品长度的5/60对于含涂层

的样品，将涂层面置于弯曲受拉面O将加载压头放置在两个支撑辑中间，确保加载压头和样品均匀接

触。将挠度测量装置放在样品涂层面，获得挠度值，如图2所示。

P

说tr凡日

1样品;

2变形测量装置;

P施加的载荷。