氧化铪陶瓷高温稳定性实验
检测项目
热学性能检测:
- 热膨胀系数:线性膨胀率α(≤10×10⁻⁶/K,参照ASTME228-17)
- 比热容:Cp值(≥0.8J/g·K)
- 热导率:κ值(≤2.5W/m·Kat1200°C)
力学性能检测:
- 高温屈服强度:Rp0.2(≥200MPaat1200°C)
- 断裂韧性:KIC值(≥5MPa·m¹/²)
- 抗压强度:Rc(≥800MPa)
蠕变行为检测:
- 稳态蠕变速率:ε̇(≤10⁻⁸s⁻¹at1400°C)
- 蠕变断裂寿命:tf(≥1000hunder50MPaload)
化学稳定性检测:
- 氧化失重率:ΔW(≤0.5mg/cm²·h)
- 元素扩散系数:D(≤10⁻¹²cm²/s)
显微结构检测:
- 晶粒尺寸:G值(≤5μm)
- 孔隙率:P(≤2%)
- 相变温度:Tc(≥1200°C)
电学性能检测:
- 介电常数:εr(≤25at1MHz)
- 电阻率:ρ(≥10¹²Ω·cm)
疲劳性能检测:
- 热疲劳循环次数:Nf(≥10⁴cycles)
- 裂纹扩展速率:da/dN(≤10⁻⁸mm/cycle)
热震性能检测:
- 抗热震参数:R(≥250°C)
- 残余强度保留率:Sret(≥80%)
氧化行为检测:
- 氧化层厚度:tox(≤10μm)
- 氧化动力学常数:kₚ(≤10⁻¹⁴g²/cm⁴·s)
寿命预测检测:
- 活化能:Q(≥500kJ/mol)
- 失效时间模型系数:B值
检测范围
1.纯氧化铪陶瓷:烧结密度≥98%TD,重点检测高温相变行为和热膨胀各向异性
2.氧化锆稳定氧化铪陶瓷:ZrO₂掺杂量3-8wt%,侧重热循环稳定性和抗微裂纹性能
3.氧化铪基复合材料:SiC或Al₂O₃增强相含量10-30vol%,核心检测界面结合强度与高温蠕变协同效应
4.掺杂氧化铪陶瓷:Y₂O₃或CeO₂改性剂浓度0.5-5mol%,着重电学性能退化和离子导电稳定性
5.薄膜氧化铪陶瓷:厚度100nm-10μm,重点检测热障涂层附着力和高温氧化层生长速率
6.纳米晶氧化铪陶瓷:晶粒尺寸≤100nm,核心评估高温晶界滑移和强度衰减机制
7.多孔氧化铪陶瓷:孔隙率10-40%,侧重热绝缘性能和热震开裂阈值
8.单晶氧化铪陶瓷:取向特定晶面,重点检测各向异性热膨胀和位错密度变化
9.梯度功能氧化铪陶瓷:组分梯度变化,核心评估热应力分布和界面失效行为
10.再生氧化铪陶瓷:回收料含量≥50%,着重检测杂质元素影响和高温强度保留率
检测方法
国际标准:
- ASTME228-17线性热膨胀标准试验方法
- ISO17139:2014精细陶瓷高温蠕变试验方法
- ISO18754:2020陶瓷高温氧化行为测定规程
- ASTMC1421-18陶瓷断裂韧性标准测试方法
- GB/T7320-2008陶瓷热膨胀系数试验方法(差异:升温速率控制上限为5°C/min,vsASTM的10°C/min)
- GB/T16535-2008陶瓷高温力学性能测试规范(差异:载荷精度要求±0.1%,vsISO的±0.5%)
- GB/T25995-2010陶瓷抗热震性能试验方法(差异:热震温差范围固定100-1000°C,vsISO的变量范围)
- GB/T30067-2013陶瓷电学性能高温测试方法(差异:测试频率范围限制1kHz-10MHz,vsASTM的扩展范围)
检测设备
1.高温热膨胀仪:NETZSCHDIL402C(温度范围-150°C至1600°C,分辨率0.1μm)
2.万能材料试验机:INSTRON8862(载荷范围0.05kN-100kN,高温附件至1600°C)
3.高温蠕变试验机:SHIMADZUAG-XPlus(载荷精度±0.5%,温度稳定性±1°C)
4.扫描电子显微镜:ZEISSGeminiSEM500(分辨率0.8nm,高温原位观测附件)
5.X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE(角度精度0.0001°,高温腔室至1500°C)
6.热重分析仪:TAInstrumentsQ500(灵敏度0.1μg,气氛控制氧气/氮气)
7.高温电阻测试系统:Keithley6517B(电阻范围10⁶-10¹⁶Ω,温度上限1600°C)
8.热震试验炉:ThermcraftRapidTemp(升温速率100°C/s,循环次数自动记录)
9.激光闪光导热仪:NETZSCHLFA467HyperFlash(热扩散率精度±3%,温度范围-125°C至1600°C)
10.高温疲劳试验机:MTSLandmark(频率范围0.01-100Hz,载荷波形正弦/三角)
11.原子力显微镜:BrukerDimensionIcon(力分辨率0.1pN,高温探针附件)
12.质谱分析仪:ThermoScientificISQ7000(检测限0.1ppm,高温蒸发附件)
13.金相显微镜:OlympusBX53M(放大倍数50-1000X,高温腐蚀观测模块)
14.高温气氛控制炉:NaberthermLHT04/17(气氛纯度99.999%,温度均匀性±2°C)
15.纳米压痕仪:FischerscopeHM2000(载荷范围0.05mN-2N,位移分辨率0.04nm)
北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】
报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
检测周期:7~15工作日,可加急。
资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。
标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
非标测试:支持定制化试验方案。
售后:报告终身可查,工程师1v1服务。