[发明专利]高温结构陶瓷材料温度相关性硬度间接测量的方法

权利要求书

1.一种高温结构陶瓷材料温度相关性硬度间接测量方法，其特征在于:依据测得的高温结构陶瓷材料弹性模量随温度变化的实验数据和参考温度下的硬度值，建立不同温度下的材料硬度与弹性模量的数学模型式，计算不同温度下与高温结构陶瓷材料弹性模量对应的硬度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：建立不同温度下材料温度相关性硬度与弹性模量的数学式模型的步骤包括建立材料不同温度下硬度与屈服强度的数学式模型、建立高温结构陶瓷材料发生屈服时包含热能做功与机械能做功的总能量的定量表达式和建立不同温度下与材料弹性模量相关的硬度数学式模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述建立材料不同温度下硬度与屈服强度的数学式模型为

H(T)＝cσ_P(T)

式中,H(T)为T温度下材料的硬度，σ_P(T)为T温度下材料的屈服强度，c为与温度无关的常数。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述建立高温结构陶瓷材料发生屈服时包含热能做功与机械能做功的总能量的定量表达式为

W_TOTAL＝KW_T(T)+W_σP(T)

式中W_TOTAL为对应单位体积材料发生屈服的温度无关的储能极限值，T为当前温度，W_T(T)为对应热能，为T温度下材料屈服时对应的应变能，K为热能与应变能之间的转换系数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述建立不同温度下与材料弹性模量相关的材料硬度数学式模型为

式中,H(T₀)为参考温度T₀下材料的硬度，T_m为材料的熔点温度，E(T)为T温度下材料弹性模量，E(T₀)为参考温度T₀下材料的弹性模量，C_p(T)为T温度下材料的定压热容。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立不同温度下材料温度相关性硬度与弹性模量的数学式模型的步骤包括：

第一步、建立材料不同温度下硬度与屈服强度的数学式模型为

H(T)＝cσ_p(T)

式中,H(T)为T温度下材料的硬度，σ_p(T)为T温度下材料的屈服强度，c为与温度无关的常数；

第二步、建立高温结构陶瓷材料发生屈服时包含热能做功与机械能做功的总能量的定量表达式为

式中W_TOTAL为对应单位体积材料发生屈服的温度无关的储能极限值，T为当前温度，W_T(T)为对应热能，为T温度下材料屈服时对应的应变能，K为热能与应变能之间的转换系数；

第三步、建立不同温度下与材料弹性模量相关的材料硬度数学式模型为

式中,H(T₀)为参考温度T₀下材料的硬度，T_m为材料的熔点温度，E(T)为T温度下材料弹性模量，E(T₀)为参考温度T₀下材料的弹性模量，C_p(T)为T温度下材料的定压热容。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述陶瓷材料为WC陶瓷材料、Cr₂AlC陶瓷材料、莫来石陶瓷材料、Al₂O₃-SiC陶瓷材料、B₄C陶瓷材料中的一种或几种组合。

8.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述高温为不大于1200℃。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述高温为100-1200℃。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述高温为300-800℃。