[發明專利]高溫結構陶瓷材料溫度相關性硬度間接測量的方法

在審

• 申請號: 202110015923.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112861312A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王如轉;劉宇檬;李衛國;萬宇;周珊;李定玉;賈碧;劉曉燕
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N3/42;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

1.一種高溫結構陶瓷材料溫度相關性硬度間接測量方法，其特征在于:依據測得的高溫結構陶瓷材料彈性模量隨溫度變化的實驗數據和參考溫度下的硬度值，建立不同溫度下的材料硬度與彈性模量的數學模型式，計算不同溫度下與高溫結構陶瓷材料彈性模量對應的硬度。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：建立不同溫度下材料溫度相關性硬度與彈性模量的數學式模型的步驟包括建立材料不同溫度下硬度與屈服強度的數學式模型、建立高溫結構陶瓷材料發生屈服時包含熱能做功與機械能做功的總能量的定量表達式和建立不同溫度下與材料彈性模量相關的硬度數學式模型。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：

所述建立材料不同溫度下硬度與屈服強度的數學式模型為

H(T)＝cσ_P(T)

式中,H(T)為T溫度下材料的硬度，σ_P(T)為T溫度下材料的屈服強度，c為與溫度無關的常數。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述建立高溫結構陶瓷材料發生屈服時包含熱能做功與機械能做功的總能量的定量表達式為

W_TOTAL＝KW_T(T)+W_σP(T)

式中W_TOTAL為對應單位體積材料發生屈服的溫度無關的儲能極限值，T為當前溫度，W_T(T)為對應熱能，為T溫度下材料屈服時對應的應變能，K為熱能與應變能之間的轉換系數。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述建立不同溫度下與材料彈性模量相關的材料硬度數學式模型為

式中,H(T₀)為參考溫度T₀下材料的硬度，T_m為材料的熔點溫度，E(T)為T溫度下材料彈性模量，E(T₀)為參考溫度T₀下材料的彈性模量，C_p(T)為T溫度下材料的定壓熱容。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，建立不同溫度下材料溫度相關性硬度與彈性模量的數學式模型的步驟包括：

第一步、建立材料不同溫度下硬度與屈服強度的數學式模型為

H(T)＝cσ_p(T)

式中,H(T)為T溫度下材料的硬度，σ_p(T)為T溫度下材料的屈服強度，c為與溫度無關的常數；

第二步、建立高溫結構陶瓷材料發生屈服時包含熱能做功與機械能做功的總能量的定量表達式為

式中W_TOTAL為對應單位體積材料發生屈服的溫度無關的儲能極限值，T為當前溫度，W_T(T)為對應熱能，為T溫度下材料屈服時對應的應變能，K為熱能與應變能之間的轉換系數；

第三步、建立不同溫度下與材料彈性模量相關的材料硬度數學式模型為

式中,H(T₀)為參考溫度T₀下材料的硬度，T_m為材料的熔點溫度，E(T)為T溫度下材料彈性模量，E(T₀)為參考溫度T₀下材料的彈性模量，C_p(T)為T溫度下材料的定壓熱容。

7.如權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于：所述陶瓷材料為WC陶瓷材料、Cr₂AlC陶瓷材料、莫來石陶瓷材料、Al₂O₃-SiC陶瓷材料、B₄C陶瓷材料中的一種或幾種組合。

8.如權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于：所述高溫為不大于1200℃。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于：所述高溫為100-1200℃。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于：所述高溫為300-800℃。