利用万能试验机做热电材料单轴压缩试验,用来测定材料抗压强度,了解材料承受单向压力的能力和破坏特点。热电材料大多属于脆性陶瓷,试样加工、装夹稍有偏差,就会发生提前崩裂,得到的测试结果会不准。
试样加工成圆柱或者方块,两个受压端面必须打磨平整,保证端面互相平行,试样不能有裂纹、缺口、掉角。试样高径比要控制在合理范围,高径比太大容易发生弯曲失稳,太小会受端面摩擦影响,测出的抗压强度会偏高。试样上下受压面可以薄涂一层润滑剂,减轻压头和试样端面之间的摩擦约束,降低摩擦带来的应力干扰。
试验使用万能试验机,搭配平面压头,压头硬度要高于热电试样,避免压头变形。摆放试样时,试样中心对准压头中心,保证压力垂直作用在试样端面,避免偏载。试样放稳,不能倾斜偏移,一旦产生偏心,就会引入弯曲应力,脆性试样会在未达到真实强度时就侧向崩碎。

加载可以选用位移控制或者力控制,保持匀速加载。脆性材料加载速率不能太高,速率过快会产生冲击,造成强度数值虚高。正式加载前做轻微预压,消除压头与试样之间的接触间隙,把力、位移数据清零后再开始测试。试验过程同步采集压力和位移数据,观察试样开裂破碎情况,等到试样彻底破坏、荷载明显下降,停止试验。
试验会出现两种主要破坏情况。试样沿轴向劈裂、整体碎裂,属于正常脆性压缩破坏,数据有效。若是因为端面不平、装夹偏心,造成边角局部先崩碎,属于非正常破坏,这组数据直接舍弃。
抗压强度取试验得到的最大破坏荷载,除以试样受压端面原始横截面积。结合力‑位移曲线可以分析材料变形行为。每组要做多块平行试样,剔除偏差过大的异常数据,取有效试样的平均值作为最终抗压强度。
试验结束要记录试样的破坏形态,结合强度结果综合评估材料受压性能。脆性试样破碎容易飞溅,试验时务必装好防护挡板,避免碎片伤人。


