传统压痕法识别陶瓷材料断裂韧性的有效性研究.pdfVIP

第 43卷 第 l2期 材 料 工 程 Vo1．43 No．12 2O15年 12月 第 81—88页 JournalofMaterialsEngineering Dec．2015 PP．81— 88 传统压痕法识别陶瓷材料 断裂韧性的有效性研究 ValidityofTraditionalIndentationM ethod forEvaluatingFractureToughnessof CeramicM aterials 王家梁 ，马德军 ，白盟亮 ，黄 勇 ，孙 亮 (1装 甲兵工程学院 机械工程系 ，北京 100072；2总装备部 西安军事代表局，西安 710065) WANGJia—liang ，MA De—jun ，BAIMeng—liang ， HUANG Yong ，SUN Liang (1DepartmentofM echanicalEngineering，AcademyofArmoredForce Engineering，Beijing100072，China；2Xi’anMilitaryRepresentatiVe Bureau，GeneralArmamentM inistry，Xi’an710065，China) 摘要 ：基于虚拟裂纹 闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算 ，以此为基础 ，分析 比较传统压痕 法 的几种典型公式识别 陶瓷材料 断裂韧性的测试误差和所测材料 的适用范 围。结果表 明：传统压痕法的Anstis公式较 Evans公式 ，Lawn公式 ，JISR公式和 Niihara公式，在材料 比功 0．3≤W ／w ≤0．45时所测断裂韧性值与理论计算值较 为接近 ，其最大误差为 12．9％，测试结果相对准确 ；当0．45w ／w ≤0．7时，传统压痕法对陶瓷材料断裂韧性的测试误 差随比功增加迅速增大，特别是当w ／Ⅳ ：0．7时，Anstis公式，Evans公式，Lawn公式 ，JISR公式和 Niihara公式所测 断裂韧性值与理论计算值 的最大误差分别为 70 ，148．5 ，48．8V00，98．7 和 166．6 ，在此材料 比功范围内传统压痕 法所测 断裂韧性值误差较大。 关键词 ：传统压痕法 ；陶瓷材料 ；断裂韧性 ；虚拟裂纹 闭合法 ；比功 doi：10．11868／j．issn．1001—4381．2015．12．014 中图分类号 ：TQ174．75 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—4381(2015)12—0081—08 Abstract：Thenumericalmodelofevaluatingceramics’fracturetoughnessbytraditionalindentation methodwascalculatedwith theapplication ofvirtualcrack closuretechnique，basedonwhich，the measurementerrorsandapplicationscopeofseveraltypicalformulasemployedin traditionalindenta— tionmethod toevaluatethefracturetoughnessofceram icmaterialswereanalyzed．Theresultsshow that，comparedwithEvansformula，Lawnformula，