ASTM C1198-08e1
通过声波共振的高级陶瓷的动态杨氏模量 剪切模量和泊松比的标准测试方法

Standard Test Method for Dynamic Young's Modulus, Shear Modulus, and Poisson's Ratio for Advanced Ceramics by Sonic Resonance

被代替

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标准号

ASTM C1198-08e1

发布

2008年

发布单位

美国材料与试验协会

替代标准

ASTM C1198-09

当前最新

ASTM C1198-20

 

 

适用范围

该测试方法可用于材料开发、表征、设计数据生成和质量控制目的。它特别适合测定弹性、均质和各向同性的高级陶瓷的模量。该测试方法本质上是非破坏性的。仅向样品施加微小的应力，从而最大限度地减少断裂的可能性。施加和消除测量应力的时间约为数百微秒。利用这种测试方法，可以在高温下进行测量，其中延迟的弹性和蠕变效应将使静态载荷计算的模量测量无效。该测试方法在某些方面比使用静态加载系统测量先进陶瓷的模量具有优势。它本质上是无损的，可用于为其他测试准备的样本。样本受到微小应变；因此，模量是在应力-应变曲线的原点或附近测量的，断裂的可能性最小。施加和消除测量应力的时间约为数百微秒。利用这种测试方法，可以在高温下进行测量，其中延迟的弹性和蠕变效应将使静态载荷计算的模量测量无效。声波共振频率技术还可用作无损评估工具，用于检测和筛选陶瓷零件中的缺陷（裂纹、空隙、孔隙率、密度变化）。这些缺陷可能会改变测试样本的弹性响应和观察到的共振频率。 Guide E 2001 描述了使用共振频率法检测金属和非金属零件中此类缺陷的程序。
1.1 该测试方法涵盖先进陶瓷动态弹性性能的测定。这些材料的样本具有特定的机械共振频率，该频率由测试样本的弹性模量、质量和几何形状决定。因此，如果可以测量该材料的合适测试样本的几何形状、质量和机械共振频率，则可以计算该材料的动态弹性特性。动态杨氏模量是使用弯曲振动模式中的共振频率来确定的。动态剪切模量或刚性模量是通过扭转共振得出的。动态杨氏模量和动态剪切模量用于计算泊松比。
1.2 该测试方法通过以连续可变的频率机械激励具有适当几何形状的测试样本来测量其共振频率。通过使用传感器将循环电信号转换成作用在样本上的循环机械力来提供棒的机械激励。第二个传感器感测样本产生的机械振动并将其转换为电信号。通过示波器或其他方式测量信号的幅度和频率，以检测所需模式下的共振。样本的共振频率、尺寸和质量用于计算动态杨氏模量和动态剪切模量。 （见图 1） 1.3 该测试方法特别适用于弹性、均质和各向同性的高级陶瓷 (1)。复合材料特性（颗粒、晶须或纤维增强）的先进陶瓷可以通过该测试方法进行测试，并了解增强材料的特性（体积分数、尺寸、形态、分布、取向、弹性性能和界面结合）测试样品中的弹性会对弹性性能产生直接影响。 ……

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