GB/T 42655-2023 连续纤维增强陶瓷基复合材料高温压缩性能试验 —— 试验设备、高温装置与关键参数设定

1. 试验原理

在规定的高温环境条件下，对连续纤维增强陶瓷基复合材料标准长方体试样沿长度方向（压缩受力方向）施加恒定的压缩载荷，测定试样在高温压缩过程中的力-变形响应，绘制高温压缩应力-应变曲线，计算高温压缩强度和高温压缩弹性模量。连续纤维增强陶瓷基复合材料为脆性材料，高温压缩失效通常表现为纤维微屈曲、界面脱粘、基体开裂或分层失效。

2. 试验机要求

使用万能材料试验机，具备压缩加载功能。试验机须符合相关计量检定规程的规定，载荷测量精度±1%。试验机须配备高温压缩加载压盘，压盘表面平整、硬度足够，在高温试验过程中不发生变形或氧化。

3. 高温装置要求

高温装置应能满足高温测试要求，保证整个试样处于均温区-。温度偏差不应超过±3℃，温度均匀度不应超过4℃。升温速率按标准正文规定执行，须保证试样在达到规定试验温度时温度分布均匀。测温传感器应能测试试样工作段外表面温度，其允许偏差为II级及以上。

4. 压缩夹具要求

压缩夹具由上、下两块平行压缩压盘组成。两压盘在试验过程中应保持平行，不变形。试样放置于两压盘之间，上下端面与压盘面完全接触。加载轴线与试样轴线同轴，偏差控制在±0.5 mm以内。

对于连续纤维增强陶瓷基复合材料，为防止试样端部在高温压缩加载过程中发生局部压溃，可采用端部加强措施（如使用端部约束夹具），但须在报告中注明。

5. 变形测量系统

高温下的变形测量是陶瓷基复合材料高温压缩试验的关键技术环节。须使用高温引伸计或高温应变片测量试样标距段内的压缩变形量。可采用接触式变形测量装置（高温引伸计、高温应变片）或高温非接触式变形测量装置。变形测量装置的准确度等级应不低于1级。应变片须粘贴于试样两个相对的宽面（正面和背面）的对称位置，采用背对背信号平均方法消除弯曲效应对压缩模量计算的影响。

6. 加载速率

高温压缩加载速率按标准正文规定执行。加载速率须在整个试验过程中保持恒定。

7. 高温试验步骤

• 测量试样工作段宽度和厚度，精度不低于0.02 mm，取至少三点的平均值

• 将试样放置于高温环境箱内的压缩夹具中，确保试样对中

• 按标准规定的升温速率加热至规定试验温度，达到温度后保温，确保试样温度均匀

• 安装高温引伸计或应变片，清零

• 以规定加载速率连续加载直至试样破坏

• 记录最大载荷、载荷-位移（或应力-应变）数据

8. 环境条件

高温压缩试验在高温环境箱中进行。试验温度按材料规范或相关方协议确定。温度偏差不应超过±3℃，温度均匀度不应超过4℃。

9. 记录信息

报告须记载：试验机型号与校准状态、高温装置型号与温度控制精度（℃）、压缩压盘材质与规格、高温引伸计/应变片型号与精度、升温速率（℃/min）、试验温度（℃）、保温时间（min）、加载速率（mm/min）。

广化测评（广州合成材料研究院有限公司）