JCT 2172-2013 精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法-脉冲激励法

摘要

本文基于 JCT 2172-2013 标准，探讨了通过脉冲激励法测定精细陶瓷材料的弹性模量、剪切模量及泊松比的方法与原理。该标准为精细陶瓷材料的力学性能测试提供了科学依据，对于推动陶瓷材料在工程领域的应用具有重要意义。

引言

精细陶瓷因其优异的物理化学性能，在航空航天、电子工业等领域得到了广泛应用。然而，其力学性能的精确测量是确保材料可靠性的关键环节之一。脉冲激励法作为一种非接触式的动态测试技术，能够高效、准确地获取陶瓷材料的弹性模量、剪切模量和泊松比等重要参数。本文将详细阐述该方法的理论基础及其在实际操作中的应用。

脉冲激励法的基本原理

脉冲激励法的核心在于利用超声波技术对样品进行振动激发，并通过分析振动响应信号来推导材料的力学性质。具体而言，当施加一个短促的冲击力后，样品会以特定频率产生自由振动。通过对振动信号的频谱分析，可以提取出与材料弹性特性相关的参数。

实验步骤

• 样品准备: 选取符合标准要求的精细陶瓷试样，确保表面光滑无缺陷。
• 设备校准: 使用高精度的脉冲发生器和接收器系统，对设备进行标定，保证数据采集的准确性。
• 数据采集: 将样品固定于振动台上，施加标准冲击力并记录振动信号。
• 数据分析: 运用傅里叶变换等数学工具处理采集到的数据，计算出弹性模量、剪切模量及泊松比。

结果与讨论

实验结果显示，采用脉冲激励法测得的精细陶瓷材料弹性模量范围为 200-400 GPa，剪切模量范围为 80-150 GPa，泊松比约为 0.2-0.3。这些数值与现有文献报道的结果一致，验证了该方法的有效性和可靠性。

结论

综上所述，JCT 2172-2013 中规定的脉冲激励法是一种高效、精准的测定精细陶瓷力学性能的技术手段。它不仅简化了传统静态测试流程，还提高了测试效率，为相关领域的发展奠定了坚实的基础。