用ISO C型试样测试Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的不确定度评定
陶瓷原料的物理性能测试与评估考核试卷

3.百分比
4.收缩率
5.基本指标
6.洁白
7.硬度
8.定性
9.化学成分
10.氧化铝
四、判断题
1. √
2. ×
3. ×
4. √
5. √
6. √
7. ×
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题(参考)
1.粒度分布对陶瓷的烧结性能和最终产品的机械性能有重要影响。常用的粒度测试方法有筛分法和激光衍射法。
2.烧结性能通过收缩率、吸水率等测试来评估,影响陶瓷的密度、机械强度和耐腐蚀性等。
3.吸水率测试方法是将陶瓷样品在一定条件下浸泡,计算吸水重量与干重的比值。吸水率与陶瓷的耐磨性、耐化学腐蚀性等使用性能相关。
4.热稳定性测试评估陶瓷抵抗温度变化的能力,影响其在实际应用中的耐久性和可靠性。常用热膨胀系数测试和热循环测试等方法。
A.高岭土
B.长石
C.硅藻土
D.氧化锆
11.陶瓷原料的物理性能测试中,热膨胀系数是指材料在温度变化1摄氏度时的相对长度变化,下列哪个单位通常用来表示热膨胀系数?()
A. kg/m
B. g/cm³
C. 1/°C
D. MPa
12.下列哪个物理性能测试可以反映陶瓷原料的耐酸碱性?()
A.吸水率测试
B.耐磨性测试
三、简答题(本题共5小题,每小题6分,共30分)
四、计算题(本题共2小题,每小题15分,共30分)
五、综合分析题(本题共1小题,共20分)
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.陶瓷原料的物理性能包括以下哪些方面?()
A.粒度分布
特种陶瓷制品质量检测与控制考核试卷

4.建立严格的原材料验收标准,加强生产过程监控,定期进行成品检测,制定合理的包装运输方案,以及建立追溯和反馈机制,形成闭环管理。
C.性能指标低于标准要求
D.包装完好
10.下列哪种方法主要用于特种陶瓷制品的表面缺陷检测?()
A.红外线检测
B.涡流检测
C.目视检测
D.热膨胀系数测量
11.特种陶瓷制品的烧结过程主要包括哪几个阶段?()
A.脱水和烧结
B.烧结和冷却
C.加热和冷却
D.加热、烧结和冷却
12.下列哪种因素对特种陶瓷制品的导热系数影响较小?()
2.烧结过程中的温度控制对特种陶瓷制品的体积密度没有影响。()
3.特种陶瓷制品的耐腐蚀性能可以通过盐雾试验来检测。()
4.在特种陶瓷制品的生产过程中,原材料检验是质量控制的最重要环节。()
5.特种陶瓷制品的尺寸稳定性只与原材料的热膨胀系数有关。()
6.特种陶瓷制品的耐磨性越好,其使用寿命越长。()
7.目视检测可以完全排除特种陶瓷制品的所有内部缺陷。()
12. ABCD
13. ABCD
14. ABCD
15. BD
16. ABC
17. ABCD
18. ABC
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.莫氏硬度
2.质量
3.原材料、烧结温度
4. X射线检测
5.脱水、烧结、冷却
6.原材料检验、生产过程控制、成品检测
7.热膨胀系数、抗热冲击性能
8.磨损率
9.机械强度、耐腐蚀性能
园艺陶瓷品质检测标准考核试卷

B.砂纸磨损测试
C.高速磨损测试
D.酸碱腐蚀测试
17.以下哪些情况下园艺陶瓷可能被认为不适合市场销售?()
A.存在严重的安全隐患
B.外观缺陷影响美观
C.性能指标低于行业平均水平
D.生产成本过高
18.以下哪些材料可以用作园艺陶瓷的釉料?()
A.硅酸盐
B.铝土矿
C.长石
D.石英
19.以下哪些措施可以减少园艺陶瓷生产过程中的能源消耗?()
B. 5%
C. 10%
D. 15%
3.以觉检查
B.尺寸测量
C. X射线透视
D.声波检测
4.优质园艺陶瓷的密度通常是多少?()
A. 1.0-1.5g/cm³
B. 2.0-2.5g/cm³
C. 3.0-3.5g/cm³
D. 4.0-4.5g/cm³
5.以下哪个因素不会影响园艺陶瓷的品质?()
A.优化烧制曲线
B.使用节能型窑炉
C.提高原材料利用率
D.减少生产过程中的废弃物
20.以下哪些条件有助于提高园艺陶瓷的绝缘性能?()
A.高电阻率
B.低介电常数
C.良好的抗电强度
D.适当的吸水率
(以下为试卷其他部分的起始行,本题要求只包含以上内容。)
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
A. 20MPa
B. 30MPa
C. 40MPa
D. 50MPa
15.以下哪种陶瓷材质对光的反射效果最好?()
A.白瓷
B.青瓷
C.透光瓷
D.黑瓷
16.在园艺陶瓷的烧制过程中,哪种因素可能导致产品变形?()
A.升温速度过快
陶瓷砖断裂模数测量结果的不确定度评定

Z uW e bn Ku s a n tu tE gn eig Qu l yTe t gCe tr Ja g u Ku s a 2 5 3 ) h n i( n h nCo sr c n ie rn ai si ne ,in s , n h n,1 3 7 t n
Ab t a t Th i o r e f h n e t it f a u e n f d l so u t r fc r mi tlswe ea n l z d, n sr c : ema n s u c so e u c r an y o t me s r me t o mo u u fr p u eo e a c i r n a ay e a d e
测量 过 程 : 据 标准 , 用 尺寸 偏差 、 面质 量合 根 采 表 格 的一个 检验批 细炻砖 中随机抽 取 1 块 试样 , 0 将试件 置 于温度 为 1 0℃士5℃的烘箱 中, 干至恒 重 , 1 烘 然后
放入 干燥器 冷却 至室 温 , 3 h后将 试
测 量 对 象 : 炻 砖 [ C 认 证 产 品 , / 4 O— 细 3 GB T 1 0
量值 即为断裂 模数 。
2 建 立数 据模 型
R 一 3 x S 3 FL
2
2
20{ 0 6 陶瓷砖 》 中细炻砖 ( 吸水率 3 <E ] ≤6 。
测量 依据 : / 4 0 - 2 0  ̄ GB T 1 0 0 6 陶瓷砖 》 。
S——试 件 的破 坏强 度 , N F—— 最 大破坏 荷载 , N
h——试 验后 沿 断 裂 边测 得 的试 件 断 裂 面 的最 小厚 度 ,m m ;
・ 2 5 ・
陶 瓷
2 1 NO 9 OO .
陶瓷产品品质检测与认证考核试卷

A.静摩擦系数
B.动摩擦系数
C.粗糙度
D.光泽度
14.以下哪种方法不适用于陶瓷产品的耐污染性检测?()
A.油污试验
B.水污染试验
C.灰尘污染试验
D.划痕试验
15.陶瓷产品的抗冻性检测,通常需要在多少次冻融循环后进行性能评价?()
A. 10次
9.烟密度
10.质量管理
四、判断题
1. ×
2. ×
3. ×
4. ×
5. √
6. √
7. √
8. ×
9. ×
10. √
五、主观题(参考)
1.吸水率检测重要,影响吸水率因素:原料、烧成温度、釉料等。
2.耐磨性测试方法:耐磨试验机、莫氏硬度计。重要性:反映产品耐久性。
3.放射性检测必要性:保护人体健康。注意问题:原料来源、检测标准。
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.陶瓷产品的物理性能包括以下哪些方面?()
A.吸水率
B.抗折强度
C.耐磨性
D.导电性
2.以下哪些因素会影响陶瓷砖的吸水率?()
A.原料种类
B.烧成温度
C.釉料种类
D.产品厚度
3.陶瓷砖的尺寸偏差检测通常包括以下哪些内容?()
3.陶瓷产品的色差检测中,色差的度量通常使用______作为单位。
4.陶瓷产品的热稳定性测试,主要是通过模拟温度变化来检测其______性能。
5.我国陶瓷产品的强制性认证标志是______标志。
6.陶瓷产品的放射性检测中,通常关注的是______的放射性水平。
陶瓷制品成型机械性能测试考核试卷

4. ABC
5. ABCD
6. ABC
7. ABCD
8. ABCD
9. ABC
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABCD
18. ABCD
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.注浆成型
2.耐用性、耐热性、绝缘性
10.在陶瓷砖的质量评定中,功能性性能包括______、______和______等指标。()
四、判断题(本题共10小题,每题1分,共10分,正确的请在答题括号中画√,错误的画×)
1.陶瓷制品的压制成型工艺中,压力越大,制品的密度越高。()
2.陶瓷材料的抗折强度与其硬度成正比关系。()
3.陶瓷砖的吸水率越高,其抗冻性能越好。()
6.陶瓷制品在烧成过程中,______和______是导致开裂的主要原因。()
7.陶瓷砖的耐污染性测试中,通常使用的污染物包括______、______和______等。()
8.陶瓷砖的环保性能测试中,需要关注的有害物质包括______、______和______等。()
9.陶瓷砖的尺寸稳定性测试中,主要考察的指标是______和______。()
C.烧成温度控制不当
D.材料粒度分布均匀
11.测量陶瓷砖弯曲变形的试验设备是?()
A.抗折试验机
B.冲击试验机
C.扭转试验机
D.拉伸试验机
12.陶瓷制品在烧成过程中,哪种因素不会影响其机械性能?()
A.烧成温度
B.烧成时间
C.窑炉气氛
D.制品颜色
Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的Weibull分析

Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的Weibull分析王晓灵;刘咏【摘要】作为金属切削工具材料,Ti(C,N)基金属陶瓷强韧性的可靠性是制约其推广应用的主要因素.由于Ti(C,N)基金属陶瓷比WC基硬质合金脆性更大,其强韧性对内外缺陷更敏感,抗弯强度分散性更大,使用时,极易出现突然断裂,失效可预测性低.本文采用Weibull统计强度理论以及双样本t检验的方法对工业化批量生产的Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度(TRS)的可靠性及其主要影响因素进行分析.结果显示,物料批次、烧结炉次(烧结气氛)对抗弯强度的分散性有显著影响.同物料批次、同炉次烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷样本的抗弯强度具有较大的Weibull模数,最高可达m=41.64,而多物料批次、多炉次烧结样本的抗弯强度的分散性较大,Weibull模数约为10~15,特征强度约为(2350±150)MPa.抗弯强度的Weibull分布还受到样品尺寸的影响,小尺寸样品的特征强度更大,但Weibull模数更小.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2017(022)004【总页数】10页(P546-555)【关键词】Ti(C,N);金属陶瓷;抗弯强度;可靠性;Weibull分析;假设检验【作者】王晓灵;刘咏【作者单位】中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083;自贡硬质合金有限责任公司成都分公司,成都 610100;中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TF125.31上世纪70年代初,奥地利KIEFFER等[1]发现,在TiC-Ni-Mo(Mo2C)金属陶瓷中添加TiN,可以显著提高除抗热变形能力外的其它各项性能,由此发明了Ti(C,N)基金属陶瓷[2]。
作为金属切削工具材料,与WC-Co硬质合金相比,Ti(C,N)基金属陶瓷具有相对更高的硬度,更好的高温性能和化学稳定性,在某些应用场合,如钢件的高速精加工等,具有极大的优势[3−7]。
陶瓷制品抗热震性能考核卷考核试卷

A. 100℃~500℃
B. 200℃~800℃
C. 300℃~1000℃
D. 400℃~1200℃
9.陶瓷制品在冷热循环试验中,通常要求循环次数至少为()次。
A. 10
B. 20
C. 30
D. 50
10.以下关于陶瓷制品抗热震性能的描述,正确的是()。
B.增加成型压力
C.优化配方,控制微观结构
D.提高冷却速率
15.以下哪种因素会影响陶瓷制品在高温下的抗热震性能?()
A.制品的颜色
B.制品的表面光滑度
C.制品的内部孔隙结构
D.制品的抗压强度
16.在评价陶瓷制品抗热震性能时,以下哪种方法最直观?()
A.热膨胀系数测试
B.抗弯强度测试
C.冷热循环试验
D.硬度测试
9. ABCD
10. B
11. ABC
12. ABC
13. ABC
14. BC
15. ABCD
16. A
17. ABC
18. ABC
19. ABC
20. CD
三、填空题
1.热膨胀系数和抗弯强度
2.热导率
3.微观结构
4. 200℃~800℃
5.热膨胀和热收缩不均匀
6.热膨胀系数和热导率
7.孔隙率
8.制品的破损程度
13.以下哪些方法可以用来改善陶瓷制品的抗热震性能?()
A.适当增加制品的孔隙率
B.改变制品的形状设计
C.选用具有良好抗热震性能的原料
D.控制制品的烧结温度
14.陶瓷制品抗热震性能测试中,以下哪些指标是重要的?()
A.制品的质量变化
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用ISO C型试样测试Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的不确定度评定王晓灵;石丽秋;刘咏【摘要】As a kind of brittle material, transverse rupture strength (TRS) was adopted to evaluate the strength of Ti (C, N)-based cermets. Whereas, the brittleness of cermet is much higher than WC-based cemented carbide, it is hard to prepare eligible rectangular specimens because of cracking and chipping when grinding. Micro cracks and notches induced on specimens when grinding may bring big error into the results. So, ISO type-C specimens were used to test the TRS of Ti(C, N)-based cermets in the present paper, and the relative uncertainty of the measurement has also been evaluated. The results indicate that the result of type-C specimen is accurate and credible, and the relative expanded uncertainty is small than 5.0%.%Ti(C, N)基金属陶瓷属于硬脆性材料,在实验研究及生产实践中一般用三点抗弯强度来表征其强度。
由于金属陶瓷比WC基硬质合金脆性更大,在实际制样过程中,磨削加工容易导致试样开裂并出现边角崩缺,难以制备出符合要求的方条试样,其可能存在的显微崩缺及微裂纹会导致测试结果失真,散差增大。
本文采用更容易制备的圆棒状试样测试抗弯强度(TRS),并对其测试结果的不确定度进行评定。
结果表明:采用ISO C型试样测试金属陶瓷的抗弯强度的相对扩展不确定度小于5%。
【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P7-13)【关键词】Ti(C, N);金属陶瓷;抗弯强度;三点弯曲试验;不确定度【作者】王晓灵;石丽秋;刘咏【作者单位】中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083; 自贡硬质合金有限责任公司成都分公司,成都 610100;自贡硬质合金有限责任公司成都分公司,成都610100;中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TF125.31随着性能尤其是强韧性的改善,Ti(C, N)基金属陶瓷的用途越来越广泛,在金属切削领域,金属陶瓷刀具因具有相对更高的硬度,更好的高温性能和化学稳定性,在某些应用场合如钢件的高速精加工等,拥有WC-Co硬质合金刀具无可比拟的优越性[1−5]。
同WC基硬质合金一样,Ti(C, N)基金属陶瓷属于硬脆性材料,在实验研究及生产实践中一般采用三点弯曲法来测试其强度[6−7]。
对于WC-Co硬质合金,代表性的抗弯强度测试方法有ASTM B406和ISO 3327 两个标准,其试样标准如表1所列[8−9]。
我国标准GB 3851参照ISO标准制订。
金属陶瓷的抗弯强度测试一般也采用此标准进行。
然而,由于Ti(C, N)基金属陶瓷比WC基硬质合金脆性更大,在实际制样时,磨削加工易使试样开裂并出现边角崩缺,要制备出符合要求的方条试样难度较大[10−11],试样可能存在的显微裂纹和崩缺会导致测试结果失真,散差加大。
而采用ISO 3327标准中的C型试样,则可避免制样缺陷对测试结果的影响。
CNAS-CL01:2006《检测和校准实验室能力认可准则》和CNAS-CL07:2006《测量不确定度评估和报告通用要求》规定在对产品质量进行检测时,给出测量结果的同时,还应给出其测量不确定度。
强度作为材料性能的重要测试项目,对其进行测量不确定度评定是必须的。
苏小萍[12]评定了TiB2陶瓷方条样TRS测试结果的相对扩展不确定度为28.4%,认为A类标准不确定度是测试结果离散性较大的脆性材料的合成标准不确定度的主要来源,建议对工程陶瓷等脆性材料,要着重从试样的制备上确保试样均匀一致、有代表性,方可得到准确、可靠的试验结果。
刘咏等[13]评定了硬质合金材料抗压强度测试的不确定度,得出YG8牌号硬质合金的抗压强度测试结果的相对扩展不确定度为2.9%。
而对于Ti(C, N)基金属陶瓷的抗弯强度测试的不确定度评定尚未见有报道。
为此,本文对采用圆棒状试样测试Ti(C, N)基金属陶瓷抗弯强度的结果不确定度进行评定。
1.1 试验方法及条件1.1.1 测试标准:ISO 3327:2009(E)《硬质合金横向断裂强度的测定》1.1.2 测试设备:天水红山实验机厂生产的WE-100型100KN液压万能试验机,经校准合格,满足测试标准要求,精度0.5级。
试样支撑块跨距L为(14.95±0.01) mm。
测试加载速率不超过200 N/(mm2∙s),环境温度(28±3) ℃。
1.2 测试试样对自产的两个Ti(C, N)-Ni/Co-Mo-MeC(Me=W、Ta、Nb、Zr、V等)金属陶瓷牌号ZYT15,ZYT10进行测试,试样材质的物理力学性能及试样规格如表2所列。
因d(3.3±0.5) mm试样成形不便,且断裂力偏小,可能加大误差,因此,另制备d(6.0±0.5) mm规格的试样进行对比试验。
试样毛坯采用无心磨加工至(d×25) mm, 尺寸公差及表面光洁度符合ISO 3327 C型试样标准,每个牌号每个规格测试10根试样,结果取平均值。
2.1 测试结果按标准对试样进行测试,逐一记录实验结果,按下文公式(1)~(7)计算试样的抗弯强度(TRS)值,并求每批试样的平均TRS,标准偏差和相对不确定度,结果如表3~5所列。
2.2 数学模型(1) 抗弯强度(TRS)测量的数学模型[9]:式中:Rbm,σ为抗弯强度,MPa;F为断裂力,N;L为跨距,mm;d为试样直径,mm。
(2) 不确定度评定的数学模型[12, 14−16]根据测量的数学模型分析,本研究中抗弯强度测试的主要不确定度分量主要有:重复性实验引起的不确定度分量u1(σ),输入量F引入的不确定度分量u1(F),输入量d引入的不确定度分量u1(d)及输入量L引入的不确定度分量u1(L)等4部分组成。
其它影响较小的因素可予忽略[15]。
其中不确定度u1(σ)采用A类评定,其它分量采用B类评定。
这两类评定方法都是基于概率分布,均采用方差或标准差来表征。
①相对合成标准不确定度Ucrel(σ)为:式中:u1crel(σ)为A类评定相对标准不确定度;u2crel(σ)为B类评定相对不确定度;f为被测量与各直接测得量xi的函数关系;urel(xi)为各直接测得量F、L、d 等的标准不确定度。
④相对扩展不确定度Urel(σ)式中,k为包含因子。
2.3 不确定度u1crel(σ)的A类评定[12, 14, 16]不确定度的A类评定是由观测列的频率分布导出的概率密度函数得到,所得的不确定度分量是相同条件下被测量在重复测试中的变化,由重复观测列用Bessel公式计算得到。
对于本文金属陶瓷的抗弯强度,在重复性条件下独立得到的10个测试结果见表3~5,随机变量σi (即单次测量得到的TRS值)的期望值的最佳估计是10次独立测试结果的算术平均值(样本均值),则σi的最佳估计为:S(σi)为单次测量的实验标准差,根据Bessel公式,为:u1(σ)为测量重复性导致的标准不确定度,其值为:相对不确定度为:根据公式(4)~(7)计算得到相对不确定度u1crel(σ)结果见表3~表5。
2.4 不确定度u2crel(σ)的B类评定[12, 14, 16]不确定度的B类评定是由一个认定或假定的概率密度函数得到,此函数基于事件发生的信任度,其信息来源于以往的检测数据,有关的技术资料,检定结果、检验证书,说明书及国家标准或文件给出的重复性、复现性极限值等。
由此得到的方差u2(σ)称为B类方差。
如:由抗弯强度试验机的系统误差及量具的误差等导致的测量不确定性均属于此类。
对于本文:(1) 根据校验报告及仪器说明书,万能试验机的载荷相对误差小于0.5%,按均匀分布处理,查表得包含因子k为,则由载荷最大示值误差引起的不确定度为:;(2) 用于测量试样尺寸的游标卡尺的最大允许误差为±0.005 mm,试样横截面尺寸误差置信的半宽为:a=[0.005−(−0.005)]/2=0.005。
误差分布按矩形均匀分布处理,则由游标卡尺的最大示值误差引起的标准不确定度为:u2(d)= ;(3) 测量支点跨距最大测量误差为±0.01,跨距L误差置信的半宽为a=[0.01−(−0.01)]/2=0.01,误差分布按矩形均匀分布处理,则由游标卡尺测量支撑块跨距引起的标准不确定度为:u2(L)=。
2.5 相对合成标准不确定度Ucrel(σ)的评定[12, 14, 16]不确定度的合成遵循不确定度的传播定律,因此合成标准不确定度是将相应的直接测得量P、L、d的B类相对标准不确定度与A类相对标准不确定度按方差合成的方法计算得到[12, 15],即按公式(2)进行如下计算:被测量σ与各直接测得量的函数关系为公式(1),代入公式(2)变换得到:式中,,,为灵敏系数,表示输出估计值σ随输入估计值F、d和L的变化而变化的程度,可通过实验测得,但因工作量太大,实际测试很困难,因此通常采用以下方法计算得出:公式(1)可变换为:则被测量σ的B类相对不确定度合成方差为:因此,σ的相对合成标准不确定度为:①ZYT15牌号d3.3规格:②ZYT15牌号d6.2规格:③ZYT10牌号d6.0规格:2.6 相对扩展不确定度Urel(σ)的评定[12, 14, 16]取包含因子k=2,根据公式(3)可得采用圆棒状试样测得的Ti(C, N)基金属陶瓷的抗弯强度的相对扩展不确定度为3.20%至5.98%,置信水平为95%。
从表3和表4可以看出d 3.3试样的测试值要普遍大于d 6.2的测试值,且其测试不确定度较低。
这应是弯曲强度测试的尺寸效应[17−18]的结果,体积大的试样,其组织缺陷存在的概率和数量更大。