[其他]脆性材料強(qiáng)度測(cè)試方法及其測(cè)試儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85100343
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85100343B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝書(shū)銀;石志儀;施錦行
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/30
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/30
• 代理公司: 中南工業(yè)大學(xué)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 李展明

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域。用鋼球沖擊簡(jiǎn)支薄圓片的方法測(cè)定脆性材料的抗彎強(qiáng)度。

蘇聯(lián)《工廠實(shí)驗(yàn)室》（1973）39卷第5期道勃洛霍托夫（ДОБРОХОТОВ）等人曾報(bào)導(dǎo)了一種用球形端面的重錘從一定高度自由下落，沖擊平板支承的硅、鍺圓片測(cè)試脆性的方法，按樣品破碎程度把硅、鍺單晶的脆性分成六級(jí)。其缺點(diǎn)在于不能定量測(cè)定強(qiáng)度值;若用通常測(cè)定力學(xué)性能的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定半導(dǎo)體材料強(qiáng)度，制樣比較困難。

本發(fā)明的目的在于通過(guò)確立一種方法，制造一種簡(jiǎn)單儀器，方便地定量測(cè)定硅、鍺單晶等脆性材料的抗彎強(qiáng)度。

本發(fā)明研制了一種用鋼球沖擊邊緣筒支圓片定量測(cè)定脆性材料抗彎強(qiáng)度的儀器，如附圖所示。1/4圓周形滑軌（1）表面有刻度，內(nèi)有滑槽，通過(guò)螺釘（8）可上下微調(diào)。方形筒支板（6）中間有作筒支架用的傾斜15°的臺(tái)階狀圓孔，使試樣（7）垂直平穩(wěn)簡(jiǎn)支，通過(guò)燕尾槽插入框架（5）。通過(guò)螺釘把托架（3）維持在滑槽的任一高度，拉出抽板（4），鋼球（2）沿滑軌下滾正好打在試樣中心。逐漸升高托架，直到鋼球打破試樣為止。根據(jù)試樣的直徑和強(qiáng)度選用大小不同的簡(jiǎn)支板和鋼球。由試樣破碎時(shí)鋼球下滾高度H（毫米），鋼球重量P（千克），簡(jiǎn)支半徑A（毫米）和試樣厚度B（毫米），用下式計(jì)算試樣的抗彎強(qiáng)度σ（千克/平方毫米）。

σ＝X（PH/B）^1/2·（1/A）·〔Yln（A/B）+Z〕

其中X、Y、Z為計(jì)算系數(shù)，對(duì)硅單晶為207.5、0.6208、1.146;對(duì)于鍺單晶為188.2、0.6208、1.146;對(duì)于氧化鋁陶瓷為303.9、0.6014、1.125。對(duì)不同的材料由相應(yīng)的X、Y、Z和不同的H、P、A和B值可繪制出一系列的抗彎強(qiáng)度數(shù)值表和曲線族，供測(cè)試中查找。

與蘇聯(lián)用重錘下落測(cè)圓片脆性的方法相比，本發(fā)明可直接定量測(cè)定抗彎強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度值可由公式算出或由表、曲線查出;與萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)或沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)等測(cè)抗彎強(qiáng)度的常規(guī)方法相比，本測(cè)試儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制樣容易、測(cè)試方便、數(shù)據(jù)分散性小。

用本儀器測(cè)試了一種直拉〈111〉硅單晶的抗彎強(qiáng)度。把硅單晶切成厚1毫米的圓片，先后用粗、細(xì)金鋼砂＊磨，每邊減薄0.05毫米，用腐蝕拋光劑〈＆＆〉拋去0.04毫米，處理后的圓片放入〈＆＆〉的筒支半徑為14，15或16毫米的筒支板，插入當(dāng)板的燕尾槽，選用12克的鋼球，逐漸升高位置直到〈＆＆〉由鋼球重量、下滾高度、樣品厚度及筒支半徑求出抗彎強(qiáng)度，該單晶9個(gè)圓片測(cè)得的抗彎強(qiáng)度平均值為55.7千克/平方毫米，方差4.8千克/平方毫米。同一根單晶制成的樣條，用＊點(diǎn)彎方法測(cè)得抗彎強(qiáng)度平均值為53.2千克/平方毫米、方差為〈＆＆〉千克/平方毫米。