GB/T 44335-2024 精细陶瓷 涂层试验方法 基于Stoney公式的陶瓷涂层内应力测定

ICS81.060.30

CCS30

Q

中华人民共和国国家标准

/—

GBT443352024

精细陶瓷涂层试验方法基于

Stone公式的陶瓷涂层内应力测定

y

——

FineceramicsMethodsoftestforcoatinsDeterminationofinternal

g

stressinceramiccoatinsbalicationoftheStoneformula

gyppy

[:,(,

ISO196742017Fineceramicsadvancedceramicsadvanced

)——

technicalceramicsMethodsoftestforceramiccoatins

g

Determinationofinternalstressinceramiccoatinsb

gy

,]

alicationoftheStoneformulaMOD

ppy

2024-08-23发布2025-03-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—

GBT443352024

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4原理………………………1

4.1概述…………………1

4.2涂层与基体厚度比小于2%………………………1

涂层与基体厚度比在至之间……………

4.32%10%1

5设备………………………2

6基体………………………2

6.1基体材料……………2

6.2基体形态……………2

6.3基体表面粗糙度……………………2

6.4基体尺寸……………2

7步骤………………………3

7.1初始轮廓测量………………………3

7.2涂层沉积……………3

7.3涂层厚度测量………………………3

7.4最终轮廓测量………………………4

7.5应力计算……………5

8测试报告…………………5

():………

附录资料性本文件与结构编号对照情况

AISO1967420176

():………

附录资料性本文件与技术差异及其原因

BISO1967420177

()…………

附录资料性基体尺寸的确定

C8

()………………

附录资料性实际构件表面的陶瓷涂层的内应力计算

D9

参考文献……………………10

Ⅰ

/—

GBT443352024

前言

/—《:》

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GBT1.120201

起草。

:《(、)

本文件修改采用精细陶瓷先进陶瓷先进技术陶瓷涂层试验方法基于

ISO196742017

Stone公式的陶瓷涂层内应力测定》。

y

:,,

本文件与ISO196742017相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构编号变化对照一览表

见附录A。

:,,

本文件与ISO196742017相比存在较多技术差异在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直

(︱)。。

单线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录B

本文件做了下列编辑性改动:

———,《

为与现有标准协调将标准名称改为精细陶瓷涂层试验方法基于公式的陶瓷涂

Stone

y

层内应力测定》;

———将:第章和第章的部分内容并入了第章、中的计算式并入了第章、

ISO1967420178417.64

、、“”、

的部分内容并入了的内容并入了第章注内容并入了的内容并

6.26.17.47.2417.37.7

入了7.4;

———:“”、“”、“”;

删除了第章的注第章的示例的注

ISO1967420174257.53

———():;

增加了附录资料性本文件与结构编号对照

AISO196742017

———():;

增加了附录资料性本文件与技术差异及其原因

BISO197642017

———()。

增加了附录资料性实际构件表面的陶瓷涂层的内应力计算

D

。。

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SACTC194归口

:、、

本文件起草单位深圳职业技术大学深圳市速普仪器有限公司中国国检测试控股集团股份有限

、()、、

公司田菱精密制版深圳有限公司广东华升纳米科技股份有限公司山东工业陶瓷研究设计院有限

、、、。

公司河南省科学院碳基复合材料研究院深圳市印刷行业协会南雄市沃太化工有限公司

:、、、、、、、、、

本文件主要起草人赵升升包亦望张小波万德田廖强华王红英张旭亮刘成武陈常祝

、、、、。

刘霞李立升招刚张雨雷陈声高

Ⅲ

/—

GBT443352024

引言

。

涂层已越来越多地应用于改善材料和零部件的功能特性使用涂层不仅可以防止基体材料因暴露

、,,

在高应力腐蚀性化学环境等苛刻环境导致的损伤还能够赋予基体材料其他特性如使用热障涂层调

、()、

整导热性使用低摩擦涂层如类金刚石镀膜调整摩擦系数使用具有受控光学特性的涂层调整光学反

射率等。

,。

应用过程中选用哪种涂层取决于机械构件所需要的功能需求决定涂层性能和寿命的一个至关

/

重要的因素是沉积过程和或从涂层的制备温度冷却至常温的过程中由于涂层与基体间的热膨胀性能

失配所产生的内应力。

,(

本文件介绍了一种简单的试验技术及其应用即基于Stone公式分析涂层引起的样品已知力学

y

),()。

性能弯曲变形测定涂层的内应力也称为残余应力

Ⅳ

/—

GBT443352024

精细陶瓷涂层试验方法基于

Stone公式的陶瓷涂层内应力测定

y

1范围

,

本文件描述了一种测定陶瓷涂层内应力的方法该方法将测量单面镀有陶瓷涂层的板条状或圆盘

状样品的曲率半径变化的结果应用于Stone公式来计算陶瓷涂层内应力。

y

、、、

本文件适用于涂层厚度小于基体厚度的10%样品轮廓曲率呈球形样品变形为弹性形变基体初

始轮廓平坦或曲率已知的陶瓷涂层内应力的测定。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4原理

4.1概述

、、

通过测量厚度已知的仅单面镀有涂层的具有线弹性性能的板条状或圆盘状样品的弯曲程度变化

。,

量来计算陶瓷涂层内应力由于陶瓷涂层通常在高温下沉积制备在其他温度下测定的涂层内应力是

其本征应力和由涂层与基体间的热膨胀失配所导致的热应力的叠加。

4.2涂层与基体厚度比小于2%

(/),、、

当涂层与基体厚度比小于2%hh<0.02时需要准确地获知涂层厚度基体厚度基体的杨氏

fs

[]

,1(),()

模量和泊松比在公式中代入由样品轮廓实测的曲率半径利用公式计算涂层内应

StoneR1

yexp

力():

σ

0

2

1Eh1

ss…………()

σ=-1

0

61νhR

-

sfexp

式中:

———,();

h涂层厚度单位为微米m

fμ

———,();

hs基体厚度单位为毫米mm

———,();

Es基体的杨氏模量单位为吉帕GPa

ν———基体的泊松比;

s

———,()。

Rexp实测的曲率半径单位为米m

涂层与基体厚度比在至之间

4.32%10%

(/),

当涂层与基体厚度比在至之间时需要获知涂层材料的杨氏模量和泊

2%10%0.02≤hh<0.1

fs

1