ASTM D116-86 (2011) Russia Standard Test Methods for Vitrified Ceramic Materials for Electrical Applications

Trang 1 СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ СПЕКШИХСЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭЛЕКТРИКЕ Trang 2 Федеральное бюджетное учреждение Консультационно-внедренческая фирма в области

СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ СПЕКШИХСЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭЛЕКТРИКЕ

STANDARD TEST METHODS FOR VITRIFIED CERAMIC MATERIALS FOR ELECTRICAL APPLICATIONS

материалам и их испытаниям (ASTM International) 100 Ваrr Harbor Drive, West Conshohocken, PA

19428, USA ASTM International не утверждает и не подтверждает эти переводы, и при любых обстоятельствах в качестве оригинальной версии может рассматриваться только английская версия со знаком копирайта ASTM International Копирование указанных переводов какой-либо Стороной, кроме ASTM International или ФБУ «КВФ «Интерстандарт», строго запрещено в соответствии с законодательством США и международным авторским правом

This translation is executed by FBU “CIC “Interstandard” of Federal Agency on Technical Regulating and Metrology under the license of American Society for Testing and Materials (ASTM International) 100 Ваrr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA ASTM International does not approve and does not confirm these translations and in any cases only the English version published with a sign of ASTM International copyright can be considered as the original version Reproduction of the specified translations by any Party, except for ASTM International or FBU “CIC “Interstandard”, is strictly forbidden according to the USA legislation and international copyright

Обозначение D 116–86 (Переутвержден в 2011 г.)

Стандартные методы испытаний спекшихся керамических материалов для применения в электрике1

1.2 Настоящие методы предназначены для испытания неглазурованных образцов, но они в равной степени подходят и для испытания глазурованных образцов В разделе отчета делается пометка о том, глазурованные или неглазурованные образцы были испытаны

1 Данные методы испытания находится в ведении Комитета ASTM C21 по тонкой керамике и родственным изделиям и в непосредственной ответственности Подкомитета C21.03 по методам испытания тонкой керамики

и экологическим аспектам

Настоящее издание утверждено 1 марта 2011 г Опубликовано в марте 2011 г Первоначально стандарт утвержден в 1921 г Последнее предыдущее издание утверждено в 2006 г как D 116-86 (2006) DOI:10.1520/D0116-86R11

пп 11.3, 13.5 и 15.3

2 Ссылочные документы

2.1 Стандарты ASTM:2

C 20 Методы испытаний на кажущуюся пористость, поглощение воды, кажущийся удельный вес и объемную плотность обожженного огнеупорного кирпича и форм для кипячения воды

С 177 Метод измерения установившегося теплового потока и испытания свойств теплопередачи при помощи аппарата с изолированной горячей плитой

C 329 Метод определения удельного веса обожженных тонкокерамических материалов

C 373 Метод испытаний на поглощение воды, объемную плотность, кажущуюся пористость и кажущийся удельный вес обожженных тонкокерамических изделий

C 408 Метод испытания тонкой керамики на удельную теплопроводность

C 539 Метод испытания фарфоровых эмалевых и глазурованных фритт и тонкокерамических материалов на линейное тепловое расширение с помощью интерферометричесого метода

C 623 Метод определения модуля упругости, модуля сдвига и коэффициента поперечного сжатия стекла и стеклокерамики методом резонанса

C 674 Методы определения эластичных свойств тонкокерамических материалов

C 730 Метод определения инденторной твердости стекла по Кнупу

C 773 Метод определения предела прочности на сжатие (раздавливание) обожженных тонкокерамических материалов

D 149 Метод определения пробивного напряжения диэлектрика и электрической прочности твердых электроизоляционных материалов на коммерческих частотах питающей сети

D 150 Методы определения характеристик потерь по переменному току и диэлектрической проницаемости (диэлектрической постоянной) твердой электрической изоляции

D 257 Методы определения сопротивления переменному току и электрической проводимости изоляционных материалов

D 618 Методика подготовки пластмасс к испытаниям

D 638 Метод определения механических свойств пластмасс при растяжении

D 1829 Метод определения электрического сопротивления керамических

материалов при повышенных температурах (отменен в 2001 г.)3

D 2149 Метод определения диэлектрической проницаемости (диэлектрической постоянной) и коэффициента энергопотерь твердых диэлектриков при частотах до 10 MГц и температурах до 500°C

D 2520 Методы определения комплексной диэлектрической проницаемости (диэлектрической постоянной) твердых электроизоляционных материалов при микроволновых частотах и температурах до 1650°C (отменен в

2010 г.)3

E 18 Методы определения твердости по Роквеллу материалов с металлическими свойствами

E 288 Спецификация на лабораторные стеклянные мерные колбы

F 77 Метод определения кажущейся плотности керамических материалов для применения в электронных приборах и полупроводниках (отменен в

2001 г.)3

F 417 Метод определения предела прочности на изгиб (модуля разрушения) керамических материалов электронной чистоты (отменен в

2001 г.)3

3 Назначение и использование

3.1 При любом составе керамики одно или несколько из описанных в настоящем методе свойств могут иметь большую важность для конкретного применения в изоляции, чем другие свойства Поэтому может быть целесообразно, что выбранные свойства указаны для испытания данных керамических материалов

3.2 Соответствующие пометки о важности отдельных свойств имеются в разделах, относящихся к таким свойствам

4 Удельный вес

3 Ссылка на последнюю утвержденную версию данного исторического стандарта имеется на сайте

4.1 Область применения — Приведено три метода для обеспечения

точности, удобства или испытания малых образцов

4.2 Значение и использование — Измерения удельного веса

предоставляют данные, свидетельствующие о контроле качества керамического материала По таким данным можно судить о тепловой зрелости образцов Показатели удельного веса связаны с электрическими, тепловыми и механическими свойствами керамических материалов

4.3 Проведение испытаний:

4.3.1 Если допускается разрушение образца и требуется наивысшая точность, удельный вес определяют согласно Методу испытаний C 329

4.3.2 Если разрушение образца нежелательно и приемлемы менее точные значения, то удельный вес определяют согласно Методам испытаний C 20

4.3.3 Если в наличии имеется лишь очень маленький образец, удельный вес определяют согласно Методу испытаний F 77

ПРИМЕЧАНИЕ 1 — Метод испытаний C 373 признан подходящим для определения водопоглощения в пределах 0,1%, хотя данный метод специально разрабатывался для поглощения свыше 3,0%

5.3.2 В литературе можно найти методы, альтернативные Методу A, в

которых в качестве жидкости используется газ.4,5

5.4 Метод Б — Проникновение красителя под давлением:

5.4.1 Аппаратура — Аппаратура должна состоять из подходящей камеры

высокого давления с размерами, позволяющими вместить опытный образец, погруженный в раствор красителя, и позволяющая получить и поддерживать необходимое давление в течение нужного времени

5.4.2 Реактив — Для испытаний подходит раствор фуксинового

красителя, состоящий из 1 г основного фуксина на 1 л 50 %-го этилового спирта чистого для анализа

5.4.3 Образцы — Образцы должны представлять собой свежеотломанные

осколки керамического изделия, имеющего чистые и явно ненарушенные открытые поверхности Как минимум 75% площади поверхности таких образцов не должно иметь глазурованного или иного покрытия поверхности Рекомендуемые размеры осколков: около 5 мм в наименьшем размере до 20 мм

в наибольшем размере

5.4.4 Проведение испытаний:

5.4.4.1 Опытные осколки помещают в камеру высокого давления и полностью погружают в фуксиновый раствор

5.4.4.2 Создают давление 28 МПа (4000 фунтов на кв.дюйм) ± 10% в течение примерно 15 ч Как вариант, можно использовать давление 70 МПа (10000 фунтов на кв.дюйм) ± 10% в течение 6 ч

5.4.4.3 По окончании приложения давления образцы извлекают из камеры высокого давления, ополаскивают и тщательно высушивают и как можно быстрее разламывают для визуального исследования

5.4.4.4 Пористость проверяют путем проникновения красителя в керамическое изделие до такой степени, чтобы его было видно невооруженным

5.5 Метод В — Проникновение красителя при атмосферном давлении: 5.5.1 Аппаратура — Аппаратура должна состоять из подходящей камеры

открытого типа с размерами, позволяющими вместить опытные образцы, погруженные в раствор красителя

5.5.2 Реактив — Подходит раствор фуксина, описанный в п 5.4.2

5.5.3 Образцы — Подходят образцы, описанные в п 5.4.3

5.5.4 Проведение испытаний:

5.5.4.1 Образцы помещают в камеру и полностью погружают в раствор фуксина

5.5.4.2 Образцы оставляют погруженными в течение 5 мин или более, затем извлекают, ополаскивают, тщательно высушивают и как можно скорее разламывают для визуального исследования

5.5.4.3 Пористость проверяют путем проникновения красителя в керамическое изделие до такой степени, чтобы его было видно невооруженным глазом При этом не учитывают проникновение в мелкие щели, образовавшиеся

планируется никаких действий по его получению Выражение систематической погрешности отсутствует ввиду отсутствия стандартного эталонного материала для данного свойства

6 Предел прочности при сжатии

6.1 Область применения — Настоящие методы обеспечивают

определение пределов прочности при сжатии (раздавливании) для всего спектра керамических материалов от относительно слабых до самых прочных

6.2 Назначение и использование — Поскольку многие керамические

изоляторы подвержены сжимающим напряжениям, знание данного свойства имеет важность Данное испытание предоставляет данные, которые полезны при проектировании, установлении допустимых пределов, контроле качества, исследовании и сравнении керамических материалов

7.1.2 При определении характеристик керамических составов, если относительно крупные образцы могут быть легко изготовлены, рекомендуется применять Метод А Метод Б является приемлемым

7.1.3 Если образцы могут быть вырезаны из обожженной пробы, рекомендуется применять Метод Б

7.2 Назначение и использование — Предел прочности при изгибе

согласуется с другими параметрами механической прочности и как правило является самой простой и экономичной из имеющихся испытательных

процедур Результаты полезны при проектировании, контроле качества, исследовании и сравнении различных керамических составов

8.2 Значение и использвание — Упругие свойства керамики являются

важными конструктивными параметрами для определения несущей способности и служат показателями относительной жесткости материала

9.2 Назначение и использование — Твердость можно использовать как

легко получимый показатель термической зрелости образца, особенно при использовании в сочетании с удельным весом образца

9.3 Проведение испытаний:

9.3.1 Метод A — Определяют поверхностную твердость по Роквеллу

согласно Методам испытаний E 18 Используют шкалу типа N и основную испытательную нагрузку 45 кг

10.2 Назначение — Керамический изолятор может часто подвергаться

тепловому удару или необходимости рассеивать тепловую энергию от электризованных устройств Характеристики теплопроводности полезны при разработке керамических изоляторов для эксплуатации, исследования, контроля качества и сравнения керамических составов

10.3 Проведение испытаний — Коэффициент теплопроводности

определяют по Методу испытаний C 408

ПРИМЕЧАНИЕ 2 — Если требуются коэффициенты теплопроводности на более широком диапазоне температур с более низким порядком величины, чем получаемые с помощью Метода испытаний C 408, то можно использовать Метод испытаний С 177

11 Сопротивление тепловому удару

11.1 Область применения — Данные испытания на тепловой удар могут

использоваться для определения сопротивления данного керамического материала искусственно созданным рабочим условиям нагрева окружающей среды

11.2 Значение и использование — Данные испытания служат для оценки

сопротивления тепловому напряжению керамического изделия конкретного

11.4.6 Сухая горячая ванна, поддерживаемая при любой желаемой

температуре (как правило – смоделированной рабочей температуре), но регулируемая с точностью до ±5°C (±9°F) и состоящая из псевдоожиженной песчаной ванны с автономным нагревателем

11.4.7 Высокотемпературная муфельная печь, поддерживаемая при

любой желаемой температуре свыше 800°C (1472°F), но регулируемая с точностью до ±5°C (±9°F)

11.4.8 Объем любого жидкого или сухого состава ванны должен более чем в пять раз превышать суммарный объем опытных образцов и погружающего устройства (если оно используется)

11.4.9 Выбранные условия должны быть достаточно тяжелыми, чтобы вызвать некоторые разрушения конструкции

мин, затем повторяют эти циклы в общей сложности пять раз

11.6.2 Если требуется определить сопротивление тепловому удару при более широком перепаде температур, как правило из-за отсутствия повреждения тепловым ударом при первоначальном перепаде температур, увеличивают перепад температур с приращениями 25 – 75°C (77 – 167°F) и повторяют испытание согласно п 11.6.1 с новыми образцами на каждом уровне

11.6.3 Образцы погружают на 10 мин в раствор фуксина согласно п 5.5.2, извлекают, ополаскивают и тщательно высушивают Изучают разлом, волосные трещины и т.д под ярким светом Если требуется, определяют предел прочности при изгибе после теплового удара согласно методу, описанному в Разделе 7

11.7 Отчет — Отчет должен включать в себя следующую информацию:

11.7.1 Виды и температуры использованных ванн,

11.7.2 Число и тип (A, Б, и т.д.) использованных образцов,

11.7.3 Визуальные результаты на каждом образце после каждого цикла или серии из пяти циклов, а также метод наблюдения,

11.7.4 Если требуется, отдельные и среднее значения предела прочности при изгибе или растяжении образцов для испытаний на тепловой удар

11.8 Сходимость и систематическая погрешность — Настоящий метод

используется много лет, но для него не выработано выражение сходимости и не планируется никаких действий по его получению Выражение систематической погрешности отсутствует ввиду отсутствия стандартного эталонного материала для данного свойства

12 Тепловое расширение

12.1 Область применения — Ремондуются два метода: интерферометрический метод, наилучшим образом подходящий для исследования физически малых образцов, поверхностей контакта или