[發(fā)明專(zhuān)利]一種確定氧化層與合金基底間界面剪切強(qiáng)度的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910921603.8 | 申請(qǐng)日： | 2019-09-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110715864A | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-01-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張文穎;繆鐘毅;陳霖;邊汝霖;肖亭;蘇兆杰 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | G01N3/24 | 分類(lèi)號(hào)： | G01N3/24;G01N3/06 |
| 代理公司： | 42238 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 易濱 |
| 地址： | 430000 湖*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氧化層 恒定截面 變截面 試樣合金 合金基 基底 材料力學(xué)性能 表面生產(chǎn) 測(cè)量領(lǐng)域 測(cè)量試樣 斷裂應(yīng)變 高溫氧化 公式計(jì)算 合金表面 合金基體 塑性應(yīng)變 氧化物 度量 拉伸 對(duì)稱(chēng) 量化 | ||
1.一種確定氧化層與合金基底間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、將合金基底制成中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，中間部分為寬度一定的恒定截面區(qū)，在恒定截面區(qū)的兩端為寬度逐漸增加成錐形的變截面區(qū)；
對(duì)上述合金基底進(jìn)行逐級(jí)均勻減薄處理，然后在合金基底表面生成一層氧化層，制得測(cè)試樣品；
S2、在測(cè)試樣品的兩端變截面區(qū)施加界面剪切力，剪切力的方向與測(cè)試樣品橫截面方向垂直，剪切力的大小保證測(cè)試樣品的中間部分恒定截面區(qū)所受應(yīng)變保持恒定；
測(cè)試樣品受剪切力拉伸直至所述變截面區(qū)氧化層產(chǎn)生的裂紋等間距時(shí)停止，記錄測(cè)試樣品的總應(yīng)變值；所述變截面區(qū)的氧化層產(chǎn)生第一條裂紋距恒定截面區(qū)邊緣的距離為X，再根據(jù)測(cè)試樣品變截面區(qū)的尺寸計(jì)算出第一條裂紋的寬度，記為Y；
所述恒定截面區(qū)的應(yīng)變值εconstant為測(cè)試樣品總應(yīng)變值的5％，根據(jù)測(cè)試樣品中的合金基底固有性質(zhì)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線得到對(duì)應(yīng)的恒定截面區(qū)的應(yīng)力值σconstant；
S3、計(jì)算變截面區(qū)產(chǎn)生第一條裂紋時(shí)，測(cè)試樣品中的合金基底在此處受到的應(yīng)力值σcrack，計(jì)算公式為：
σcrack×Y×t＝σconstant×a×t；
式中，σconstant為步驟S2中恒定截面區(qū)的應(yīng)力值；Y為第一條裂紋的寬度；t為測(cè)試樣品的厚度；a為恒定截面區(qū)的截面寬度；
將計(jì)算得到的應(yīng)力值σcrack代入測(cè)試樣品中的合金基底固有性質(zhì)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線得到變截面區(qū)產(chǎn)生第一條裂紋時(shí)測(cè)試樣品中的合金基底在此處的塑性應(yīng)變值εcrack；
變截面區(qū)產(chǎn)生第一條裂紋時(shí)氧化層的彈性應(yīng)變值即氧化層的斷裂應(yīng)變值εf，等于測(cè)試樣品合金基底的塑性應(yīng)變值εcrack；
S4、計(jì)算測(cè)試樣品合金基底和氧化層之間的界面剪切強(qiáng)度計(jì)算公式如下所示：
式中，為步驟S2中所述變截面區(qū)氧化層產(chǎn)生的裂紋等間距、裂紋達(dá)到飽和時(shí)，測(cè)試樣品合金基底和氧化層之間的界面剪切強(qiáng)度；δ為測(cè)得氧化層的平均厚度；λ為裂紋達(dá)到飽和時(shí)測(cè)得的裂紋平均間距；εf為步驟S3中的氧化層斷裂應(yīng)變值；E為測(cè)得氧化層的彈性模量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定氧化層與合金基底間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟S1中，對(duì)所述合金基底進(jìn)行逐級(jí)均勻減薄處理的具體過(guò)程為：將所述合金基底的表面用SiC砂紙從400#逐步研磨到1200#，然后放進(jìn)無(wú)水乙醇中超聲波清洗，烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定氧化層與合金基底間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟S2中，所述剪切力的大小保證測(cè)試樣品的中間部分恒定截面區(qū)所受應(yīng)變保持恒定的具體方法為：通過(guò)量規(guī)夾住恒定截面區(qū)的兩端以保證恒定截面區(qū)施加的應(yīng)變是定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定氧化層與合金基底間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟S4中，利用顯微鏡觀察測(cè)量得到氧化層平均厚度δ和裂紋達(dá)到飽和時(shí)的裂紋平均間距λ。
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