ICS 81.060.30 CCS Q 32
JC
中华人民共和国建材行业标准
JC/T 2655—2022
精细陶瓷载荷无关硬度计算方法
Test method for load independence hardness of monolithic ceramics
2022-09-30发布
2023-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 JC/T2655—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国建筑材料联合会提出。 本文件由全国工业陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC194)归口。 本文件起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所、佛山市质量和标准化研究院、山东国瓷功能材料
股份有限公司、中国建筑材料科学研究总院有限公司、山东工业陶瓷研究设计院有限公司、上海应用技术大学、东华大学。
本文件主要起草人：王新刚、蒋丹宇、吴永庆、杨柳慧、饶秀梅、宋锡滨、司留启、万德田、吴萍、 陈常祝、粘洪强、张国军。
本文件为首次发布。
I JC/T2655—2022
精细陶瓷载荷无关硬度计算方法
1范围
本文件规定了室温精细陶瓷载荷无关硬度的原理、计算步骤和试验报告。 本文件适用于室温精细陶瓷载荷无关硬度的评价，其他材料也可参考使用。
2规范性引用文件
2.
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T16534精细陶瓷室温硬度试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
载荷无关硬度loadindependencehardness 通常精细陶瓷的硬度值和载荷相关，因此硬度数据需要标注加载载荷值。而通过数值处理，得到的
与加载载荷无关的硬度值，即为载荷无关硬度。
注：根据维氏硬度数据计算得到的载荷无关硬度为载荷无关维氏硬度，根据努氏硬度数据计算得到的载荷无关硬度
值为载荷努氏维氏硬度。
4原理
硬度指材料抵抗塑性变形的能力，可以理解为是与体积相关的物理量。根据能量平衡理论，硬度压头压入样品表面过程中，主要载荷功转化为体积变化。同时，压痕表面积与投影面积之差不为零，即压痕过程伴随有表面积的增大，导致荷载功的一部分用于形成新表面。此外，在预应力存在的情况下，预应力会抵消压痕载荷做的部分功。
令压痕过程中消耗的体积变化能与d"有关，表面变化能与d?有关，预应力为Po，则载荷做功按公式(1)计算得出。
Pd = Pd +a,d+a,d3
(1)
式中： P一一硬度加载载荷，单位为牛顿(N)； Po一一预应力对应的载荷，单位为牛顿(N)： a1一一加载载荷在面积上耗散功的系数，单位为牛顿每毫米(N/mm)； a2一一加载载荷在体积上耗散功的系数，单位为牛顿每平方毫米(N/mm）；
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d一一维氏硬度压痕对角线长度或努氏硬度压痕长对角线长度，单位为毫米（mm）。 其中a2d3就是压痕载荷对应于体积d3做的功。根据公式(2)计算样品的载荷无关维氏硬度，根据
公式（3）计算样品的载荷无关努氏硬度。
(2)
Hrx = 0.001854×a2
式中： Hk一一载荷无关维氏硬度，单位为吉帕(GPa)： a2一一加载载荷在体积上耗散功的系数，单位为牛顿每平方毫米（N/mm）。
(3)
Hrv=0.01423×az
式中： H 载荷无关努氏硬度，单位为吉帕（GPa)：
5计算步骤
5.1硬度值的选取
按照GB/T16534规定的方法测定样品的维氏硬度或努氏硬度，选取1N～300N不少于6个载荷值进行测试，在每个载荷下测试的维氏硬度值或努氏硬度值不少于5个，如附录A的表A.1所示。
注：在载荷选取过程中，便于测量的最小载荷为最低载荷，能实现有效压痕的最人载荷为最高载荷，其余载荷均匀
分布在最小载荷和最人载荷之间。
5.2去除离群值
离群值是指严重偏离其他观察结果的值，是精细陶瓷力学试验的典型现象。应根据试验过程进行判断去除。
注：在硬度测定过程中，如果存在压痕不对称、边缘侧裂、尖端区移位、品粒移位或拔出等现象，该测定值应为
无效。
5.3图形处理 5.3.1作图
以d为横坐标，P为纵坐标作图，参见图A.1所示。 5.3.2确定a2并计算载荷无关硬度
对5.3.1所作的曲线进行二项式拟合，参见图A.2所示，根据式（2)计算样品的载荷无关维氏硬度，或根据式（3)计算样品的载荷无关努氏硬度。拟合的相关系数需大于0.99，否则应重新进行实验或在实验报告中报告相关系数。
6试验报告
测试结果应包含以下内容： a）本文件编号； b）与样品有关的详细信息； c）试验载荷；
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d) 试验温度和湿度； e) 总压痕数和有效压痕数； f) 显微镜放大倍数； g) 试验结果：
1) 每个有效压痕对角线长度： 2) 压痕对角线长度的平均值。
h) 二项式的各项常数Po、a1、42; i) 拟合曲线的相关系数： j) 载荷无关维氏硬度或载荷无关努氏硬度值： k) 不在本文件规定之内的各种操作： 1) 详细记录可能影响试验结果的各种因素（孔洞、材料的多相种类、粗晶粒的尺寸等）： m) 测试的实验室名称，测试人，测试时间，硬度计型号。
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