GB/T 39688-2020.Test method for determining density of ceramic coatings.
1范围
GB/T 39688规定了陶瓷涂层密度的测试方法的原理、仪器设备、试样、试验步骤、结果计算、测试精度和误差分析以及测试报告。
GB/T 39688适用于厚度大于0.1 mm的陶瓷涂层。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1216外径千分尺
GB/T 25995精 细陶瓷密度和显气孔率试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
表观体积 apparent solid volume
固体材料和闭气孔的体积之和。
3.2
密度 density
干燥材料的质量与其表观体积之比。
3.3
干重比 ratio of the dry weight
干燥的未涂层试样(基体)与涂层试样的质量比。
4原理
在陶瓷涂层与未涂层试样(基体)界面连续且无剥离的前提条件下,基于阿基米德排水法测量基体和涂层-基体复合体(涂层试样)的密度,通过数学推导基体、涂层试样以及陶瓷涂层三者之间密度的解析关系,计算得到陶瓷涂层的密度值。该方法既适用于单一涂层,也适用于多层复合涂层。在测试多层涂层样品时,将位于样品表面的某一涂层看作单层涂层,样品其余部分作为基体，以此类推,可以测量出任意涂层的密度。根据基体、涂层试样及陶瓷涂层之间密度的解析关系,陶瓷涂层密度可通过测定以下三个参数计算得到:
a) 未涂层试样(基体)的密度Ps;
b)涂层试样的密度Pcomp;
c)基体和涂层试样的干重比k。
Pcomp和ρs的值根据GB/T 25995采用阿基米德法测定。

ICS81.060.30
中华人民共和国国家标准
GB/T39688—2020
陶瓷涂层密度的测试方法
Test method for determining density of ceramic coatings2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194)归口。GB/T39688—2020
本标准起草单位：景德镇陶瓷大学、山东工业陶瓷研究设计院有限公司、安徽中亚钢结构工程有限公司、中国建材检验认证集团股份有限公司、广东华材实业股份有限公司、中国建材检验认证集团淄博有限公司、江苏武进液压启闭机有限公司、北京矿冶科技集团有限公司、东方电气集团东方汽轮机有限公司、中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司本标准主要起草人：李月明、沈宗洋、李恺、孙熠、计康生、陈常祝、包亦望、万德田、吴萍、唐子奉、徐志峰、冀晓鹃、王伟、王明花、张佳平。1
1范围
陶瓷涂层密度的测试方法
GB/T39688—2020
本标准规定了陶瓷涂层密度的测试方法的原理、仪器设备、试样、试验步骤、结果计算、测试精度和误差分析以及测试报告。
本标准适用于厚度大于0.1mm的陶瓷涂层。2
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1216外径千分尺
GB/T25995精细陶瓷密度和显气孔率试验方法3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
只apparentsolidvolume
表观体积
固体材料和闭气孔的体积之和。3.2
density
干燥材料的质量与其表观体积之比。3.3
ratio of the dry weight
千重比
干燥的未涂层试样（基体)与涂层试样的质量比4原理
在陶瓷涂层与未涂层试样（基体）界面连续且无剥离的前提条件下，基于阿基米德排水法测量基体和涂层-基体复合体（涂层试样）的密度，通过数学推导基体、涂层试样以及陶瓷涂层三者之间密度的解析关系，计算得到陶瓷涂层的密度值。该方法既适用于单一涂层，也适用于多层复合涂层。在测试多层涂层样品时，将位于样品表面的某一涂层看作单层涂层，样品其余部分作为基体，以此类推，可以测量出任意涂层的密度。根据基体、涂层试样及陶瓷涂层之间密度的解析关系，陶瓷涂层密度可通过测定以下三个参数计算得到：
a）未涂层试样（基体）的密度β；b）涂层试样的密度Pcomp;
c）基体和涂层试样的干重比k。Peo和p.的值根据GB/T25995采用阿基米德法测定。GB/T39688—2020
5仪器设备
密度测试装置
密度测试装置应符合GB/T25995，其质量测定用电子天平精确到0.001g。5.2
尺寸测量仪器
根据GB/T1216，尺寸测量装置采用精度为0.001mm的千分尺。涂层厚度采用可放大1000倍的光学显微镜或更高倍率的电子显微镜进行测量，也可以使用无损厚度测定仪直接测量涂层的厚度，并在试验报告中呈现厚度测试数据。6试样
6.1A型试样制备
每个试样体积应符合GB/T25995要求。每个单独测试的涂层试样和基体的体积应不小于0.36cm。A型涂层试样的建议何尺寸如图1所示，其中厚度比R（R=h/H)应大于1/100。表1给出了陶瓷涂层的建议尺寸。试样表面应光滑平整，表面应经过细磨加工（38μm或更细）。对于具有多层涂层的试样，第一层被认为是单层涂层，其余的被看作基体，每层的密度可以根据附录A所示的测试程序来确定。
图1矩形陶瓷涂层测试样示意图
涂层试样的建议尺寸
维度符号
试样长度
试样宽度
试样总厚度
单位为毫米
在进一步处理过程中，每个测试样品表面应确保干净无污损。测试样品应具有光滑表面以保证可采用木纤维素纤维或发泡塑料聚合物成分的海绵将浸渍液从表面上抹除。2B型试样准备
B型试样具有任意复杂的形状，送检单位需提供符合GB/T25995测试要求的基体样品。首先要测量基体的密度，然后根据要求的工艺对基体进行涂层，再测量出含涂层试样组件的密度。最后，采用2
GB/T39688—2020
相对法确定陶瓷涂层的密度值。当单件样品的体积小于0.4cm时，必须取足够数量的样品，使样品的总体积达到GB/T25995规定的最小体积。6.3试样存放
试样制备后，应小心存放避免损坏。每个试样应独立存放，避免相互冲击和刮擦。6.4试样数量
每个测试至少需要测试3个试样。7
试验步骤
干燥涂层试样的质量和涂层试样密度的测定根据GB/T25995测试干燥涂层试样质量m和涂层试样密度Pcomp7.2于燥基体试样质量的测定及基体试样密度的测定从A型涂层试样上研磨去除涂层得到等效基体试样，然后根据GB/T25995测试干燥基体试样质量m。和基体试样密度p，;B型涂层试样直接根据GB/T25995测量基体的干质量和基体的密度。7.3温度和相对湿度
测量并记录测试过程中的环境温度和相对湿度。8结果计算
8.1涂层密度计算
涂层密度按式(1)、式(2)计算。p
式中：
Cocomn
涂层密度，单位为克每立方厘米（g/cm2）；Pe
Peomup
-涂层试样密度，单位为克每立方厘米（g/cm）；基体与涂层试样的干重比；
基体密度，单位为克每立方厘米（g/cm）；干燥基体试样质量，单位为克（g)；干燥涂层试样质量，单位为克（g）。8.2
密度均值和标准差
密度均值β和标准差s分别按式(3)和式（4)计算。o
.（1)
.....(2)
·（3)
GB/T39688—2020
式中：
p—第i个试样的密度，单位为克(g)；n
测试样品的总数。
影响测试精度的因素分析
涂层密度测试的精度受很多因素影响，如试样表面粗糙度、涂层厚度和天平精度等。试样形状对测试精度无影响，但涂层不能太薄，如果值等于或大于1，则测试结果不正确，需要重新测试，试样体积和质量测试的精度需符合GB/T25995要求。10
测试报告
测试报告至少应包括以下信息：a)
本标准编号。
所测涂层、基体和涂层试样的密度均值。试样的尺寸及厚度比h/H，测试过程中的环境温度和相对湿度试样材料描述及其表面处理信息。测试日期，操作人员姓名，地址和签名页，以及一个特定的报告编号。测试实验室的名称和地址
测试次数和获得有效结果的次数。A.1A型试样多层涂层密度的测定附录A
（资料性附录）
多层涂层中各层密度的测定
GB/T39688—2020
第一层被认为是单层涂层，如图A.1所示，测试于燥试样的质量和密度。然后研磨掉第一层后作为基板的残余部分，并测量其质量和密度。重复这一步，以确定每一层的密度。例如，复合材料具有3层涂层，其测试程序如下：
根据GB/T25995测试干涂层试样质量ml和密度Pl。a)
b）研磨第一层涂层，测试余下部分的质量m和密度β.（涂层和基体）。采用公式(1)计算第一层的密度pa。d）重复步骤b)和步骤c)，获得m。和p的值，计算第二层的密度pe2。e)www.bzxz.net
根据以上方法，获得每个涂层的密度n
图A.1多层涂层试样的截面图示意图A.2B型试样多层涂层密度的测定首先要测量基体的密度，然后根据要求的工艺对基体进行涂层：再测量含涂层组件的密度，进而计算得到该涂层的密度。按以上测定方法，每制备一层涂层就能测定该层涂层的密度。此外，A型试样涂层也可以采用该方法测定多层涂层的密度5
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