CN113607568B - 一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法及装置，涉及陶瓷基板测试技术领域，该方法包括以下步骤：获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；根据所述临界厚度与所述待测陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；利用单边预裂纹梁法测试所述含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性，本发明实现超薄的陶瓷基板材料断裂韧性的准确测试，能够更准确地反应材料阻止裂纹扩展的能力，对保障构件的服役可靠性和安全应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷基板测试技术领域，尤其涉及一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法及装置。
背景技术
陶瓷基板因具有热导率高、热膨胀系数低、耐热性好、高绝缘、高强度、耐腐蚀等优越性能，已广泛应用于传统半导体领域以及高频通信、发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)照明、新能源汽车、高铁、风能和光伏发电等新兴领域。对于陶瓷薄基板而言，其在应用中常常伴随着颠簸震动等复杂力学环境，同时由于使用时的往复热循环过程，导致基板受到较大残余应力影响，因而对材料的力学性能有着较高的要求。断裂韧性作为陶瓷材料最为重要的本征力学性能之一，能够反应材料阻止裂纹扩展的能力。准确测试陶瓷薄基板断裂韧性，对保障构件的服役可靠性和安全应用具有重要意义。
目前，针对陶瓷基板材料断裂韧性的测试广泛采用的技术采用国际标准ISO21113-2018中规定的单边预裂纹梁(Single Edge Precrcked Beam，SEPB)法，SEPB方法采用声发射监测技术对超薄脆性材料进行裂纹预制，裂纹长度控制在样品宽度的0.35-0.6倍之间，之后利用三点弯曲或者四点弯曲加载的方式，通过测试极限载荷带入计算公式即可求出断裂韧性。
但是，在采用SEPB方法进行测试时主要存在两方面的缺陷：
第一，在预制裂纹过程中无法对预制裂纹的长度进行控制；
第二，针对厚度很薄的样品断裂韧性测试时，测试结果存在误差大的问题。
第一方面存在的问题可以通过应变诱导法预制裂纹等方式进行解决，导致第二方面的问题原因主要是由于在基板厚度逐渐减小的过程中，样品的受力状态逐渐由平面应变状态过渡为平面应力状态，而现有技术推导的计算公式是基于平面应变状态理论进行的推导，因此SEPB方法无法应用于厚度很薄的陶瓷基板样品。
综上所述，针对于超薄的陶瓷基板断裂韧性的测试方法是目前业界亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明提供一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法及装置，用以解决现有技术中SEPB方法无法应用于厚度很薄的陶瓷基板样品的缺陷，实现超薄的陶瓷基板材料断裂韧性的准确测试。
本发明提供一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法，包括以下步骤：
获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子；
根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
利用单边预裂纹梁法测试含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，所述临界厚度为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，所述根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度，具体包括以下步骤：
根据所述厚度，确定不大于所述宽度的最大的所述临界宽度；
根据最大的所述临界宽度，确定所述裂纹长度与所述宽度的比值；
根据所述比值，确定所述裂纹长度。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，所述根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品，具体包括以下步骤：
在所述标准尺寸陶瓷基板样品上加工出缺陷切口；
将加工出所述缺陷切口的待测陶瓷基板样品与基梁板粘接在一起形成初始样本；
对所述初始样本进行行水平方向四点弯曲加载，使得所述初始样本的所述待测陶瓷基板样品上加工出所述裂纹长度的预制裂纹，将含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品与所述基梁板分离，形成含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，所述缺陷切口加工在所述待测陶瓷基板样品长度方向上边缘的中心位置。
本发明还提供一种陶瓷基板断裂韧性的测试装置，包括：
参数获取模块，用于获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
临界厚度确定模块，用于根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子，所述临界厚度为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度；
裂纹长度确定模块，用于根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
应变诱导控制模块，用于根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
测试模块，用于利用单边预裂纹梁法测试含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置，所述裂纹长度确定模块具体包括：
临界宽度确定单元，用于根据所述厚度，确定不大于所述宽度的最大的所述临界宽度；
比值确定单元，用于根据最大的所述临界宽度，确定所述裂纹长度与所述宽度的比值；
裂纹长度确定单元，用于根据所述比值，确定所述裂纹长度。
根据本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置，所述应变诱导控制模块具体包括：
缺陷加工单元，用于在所述待测陶瓷基板样品上加工出缺陷切口；
粘接单元，用于将加工出所述缺陷切口的所述待测陶瓷基板样品与基梁板粘接在一起形成初始样本；
弯曲加载单元，用于对所述初始样本进行行水平方向四点弯曲加载，使得所述初始样本的所述待测陶瓷基板样品上加工出所述裂纹长度的预制裂纹，将含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品与所述基梁板分离，形成含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述陶瓷基板断裂韧性的测试方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述陶瓷基板断裂韧性的测试方法的步骤。
本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法及装置，通过获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度，再根据断裂韧性和弯曲强度获取临界厚度，再由临界厚度得到裂纹长度，并通过控制之后预制的裂纹长度，结合应变诱导控制法和SEPB法，实现超薄的陶瓷基板材料断裂韧性的准确测试，因此，能够更准确地反应材料阻止裂纹扩展的能力，对保障构件的服役可靠性和安全应用具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法的流程示意图；
图2是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法中步骤S300具体的流程示意图；
图3是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法中步骤S400具体的流程示意图；
图4是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法中制备复合体样本时示意图；
图5是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法中选用不同厚度的基梁板对标准尺寸陶瓷基板样品的受拉区宽度影响的示意图；
图6是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置的结构示意图；
图7是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置中裂纹长度确定模块具体的结构示意图；
图8是本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置中应变诱导控制模块具体的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，特别的，该方法能够针对超薄陶瓷基板的断裂韧性进行测试，该方法包括以下步骤：
S100、获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性KIC和弯曲强度σb。
在本实施例中，标准尺寸陶瓷基板样品的厚度为3mm，可以对采用同种工艺制备得到的多块标准标准尺寸陶瓷基板样品进行测试，对测试结果取平均值，进而得到标准尺寸陶瓷基板样品更为精准的断裂韧性KIC和弯曲强度σb。其中，断裂韧性KIC的测试参考国家标准GB/T23806-2009，弯曲强度σb的测试参考国家标准GB/T6569-2006。
S200、根据标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、断裂韧性和弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，样本参数包括宽度、裂纹长度与宽度的比值和形状因子。
具体的，在步骤S200中，通过代入公式(1)得到标准尺寸陶瓷基板样品的临界厚度，在本实施例中，临界厚度为标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度，公式(1)为：
公式(1)中，Hmin为标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态的临界厚度，β为标准尺寸陶瓷基板样品的裂纹长度a与标准尺寸陶瓷基板样品的宽度B的比值，即为标准尺寸陶瓷基板样品的形状因子，具体的，Y(β)＝1.964-2.837β+13.711β2-23.250β3+24.129β4，同时通过将β取值为0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60，分别代入公式(1)中计算求出分别对应的临界厚度。
S300、根据临界厚度与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定裂纹长度。
S400、根据裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
在步骤S400中，待测陶瓷基板样品的厚度在1mm以下，为超薄的陶瓷基板，同时，在本实施例中，利用应变诱导控制法制备得到含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
S500、利用SEPB法测试含预制裂纹的待测陶瓷基板样品的断裂韧性，其中，SEPB法为国际标准ISO21113-2018中规定的测试方法。
本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，通过获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度，再根据断裂韧性和弯曲强度获取临界厚度，再由临界厚度得到裂纹长度，并通过控制之后预制的裂纹长度，结合应变诱导控制法和SEPB法，实现超薄的陶瓷基板材料断裂韧性的准确测试，因此，能够更准确地反应材料阻止裂纹扩展的能力，对保障构件的服役可靠性和安全应用具有重要意义。
下面结合图2描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，步骤S300具体包括以下步骤：
S310、根据厚度，确定不大于宽度的最大的临界宽度。
S320、根据最大的临界宽度，确定裂纹长度与宽度的比值。
S330、根据比值，确定裂纹长度。
以选用氧化铝材料制成的陶瓷基板为例进行说明，优选的，选用三氧化二铝(Al2O3)材质的陶瓷基板作为标准尺寸陶瓷基板样品和待测陶瓷基板样品，标准尺寸陶瓷基板样品具体尺寸为：长度为36mm，宽度为4mm，厚度为3mm，待测陶瓷基板样品具体尺寸为：长度为36mm，宽度为4mm，厚度为0.25mm，两者采用相同的工艺制备得到。
采用国家标准GB/T23806-2009测得Al2O3的标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性KIC为4.10MPa·m1/2，采用国家标准GB/T6569-2006测得Al2O3的标准尺寸陶瓷基板样品的弯曲强度σb为355MPa。
之后，将断裂韧性KIC、弯曲强度σb以及不同数值比例β的代入公式(1)中得到对应的裂纹长度，请参阅表1所示：
表1 Al2O3陶瓷基板临界尺寸试算结果
| β | Y(β) | KIC | σb | Hmin |
| 0.60 | 3.30 | 4.10 | 355.00 | 0.48 |
| 0.55 | 2.89 | 4.10 | 355.00 | 0.39 |
| 0.50 | 2.58 | 4.10 | 355.00 | 0.32 |
| 0.45 | 2.33 | 4.10 | 355.00 | 0.27 |
| 0.40 | 2.15 | 4.10 | 355.00 | 0.22 |
| 0.35 | 2.02 | 4.10 | 355.00 | 0.18 |
在步骤S400中，会根据步骤S300得到的裂纹长度的结果与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度对之后需要预制的裂纹的长度进行选择。对于厚度为0.25mm的标准尺寸陶瓷基板样品来说，比例β的数值为0.40时，所计算出的临界厚度Hmin的数值为0.22，小于标准尺寸陶瓷基板样品的厚度值，且与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度最为接近，因此选择裂纹长度为4mm×0.4＝1.6mm。
下面结合图3描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，步骤S400具体包括以下步骤：
S410、在待测陶瓷基板样品上加工出缺陷切口。通过在待测陶瓷基板样品上预制出缺口，可以控制初始裂纹的萌发位置。
在本实施例中，缺陷切口加工在待测陶瓷基板样品长度方向上边缘的中心位置，这样可以确保确保裂纹的萌发位置位于待测陶瓷基板样品的中心。
S420、将加工出缺陷切口的待测陶瓷基板样品与基梁板粘接在一起形成初始样本。在本实施例中，基梁板为弹性模量较低的黄铜梁板。裂纹萌发是由于加载过程中基梁板变形带动待测陶瓷基板样品发生变形，从而诱导基板产生裂纹，同时，基梁板还可以抑制待测陶瓷基板样品发生失稳扩展，避免产生灾难性断裂。
请参阅图4，应变诱导控制法中，在超薄的陶瓷基板上直接进行裂纹预制，会由于裂纹的失稳扩展出现灾难性断裂，预制成功率较低，因此，在本实施例中，可以将标准尺寸陶瓷基板样品加工成长条状，再与基梁板粘接在一起形成初始样本。
S430、对初始样本进行行水平方向四点弯曲加载，使得初始样本的待测陶瓷基板样品上加工出裂纹长度的预制裂纹，将含预制裂纹的待测陶瓷基板样品与基梁板分离，形成含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
在步骤S430中，水平方向四点弯曲加载为以非常缓慢的加载速度施加水平载荷，使初始样本的下部受拉，上部受压，当受拉区产生裂纹并扩展到受压区时裂纹受阻停止扩展，从而形成了一条通透裂纹。由于超薄的陶瓷基板的受拉区的裂纹扩展有一定的惯性，因此通过调整黄铜梁板的宽度，调整超薄的陶瓷基板的中性轴位置，可以减小基板的受拉区宽度Bt，如图5所示，受拉区宽度Bt会随着黄铜梁板的宽度增加而减小，两者呈反比关系。
下面对本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试装置进行描述，下文描述的陶瓷基板断裂韧性的测试装置与上文描述的陶瓷基板断裂韧性的测试方法可相互对应参照。
下面结合图6描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试装置，特别的，该方法能够针对超薄陶瓷基板的断裂韧性进行测试，该装置包括：
参数获取模块100，用于获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性KIC和弯曲强度σb。
在本实施例中，标准尺寸陶瓷基板样品的厚度为3mm，可以对采用同种工艺制备得到的多块标准标准尺寸陶瓷基板样品进行测试，对测试结果取平均值，进而得到标准尺寸陶瓷基板样品更为精准的断裂韧性KIC和弯曲强度σb。其中，断裂韧性KIC的测试参考国家标准GB/T23806-2009，弯曲强度σb的测试参考国家标准GB/T6569-2006。
临界厚度确定模块200，用于根据标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、断裂韧性和弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，样本参数包括宽度、裂纹长度与宽度的比值和形状因子。
具体的，在临界厚度确定模块200中，通过代入公式(2)得到标准尺寸陶瓷基板样品的临界厚度，在本实施例中，临界厚度为标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度，公式(2)为：
公式(2)中，Hmin为标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态的临界厚度，β为标准尺寸陶瓷基板样品的裂纹长度a与标准尺寸陶瓷基板样品的宽度B的比值，即为标准尺寸陶瓷基板样品的形状因子，具体的，Y(β)＝1.964-2.837β+13.711β2-23.250β3+24.129β4，同时通过将β取值为0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60，分别代入公式(1)中计算求出分别对应的临界厚度。
裂纹长度确定模块300，用于根据临界厚度与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定裂纹长度。
应变诱导控制模块400，用于根据裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
在应变诱导控制模块400中，待测陶瓷基板样品的厚度在1mm以下，为超薄的陶瓷基板，同时，在本实施例中，利用应变诱导控制法制备得到含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
测试模块500，用于利用SEPB法测试含预制裂纹的待测陶瓷基板样品的断裂韧性，其中，SEPB法为国际标准ISO21113-2018中规定的测试方法。
本发明提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法装置，通过参数获取模块100获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度，临界厚度确定模块200再根据断裂韧性和弯曲强度获取临界厚度，裂纹长度确定模块300再由临界厚度得到裂纹长度，并通过控制之后预制的裂纹长度，应变诱导控制模块400以及测试模块500结合应变诱导控制法和SEPB法，实现超薄的陶瓷基板材料断裂韧性的准确测试，因此，能够更准确地反应材料阻止裂纹扩展的能力，对保障构件的服役可靠性和安全应用具有重要意义。
下面结合图7描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，裂纹长度确定模块300具体包括：
临界宽度确定单元310，用于根据厚度，确定不大于宽度的最大的临界宽度。
比值确定单元320，用于根据最大的临界宽度，确定裂纹长度与宽度的比值。
裂纹长度确定单元330，用于根据比值，确定裂纹长度。
以选用氧化铝材料制成的陶瓷基板为例进行说明，优选的，选用三氧化二铝(Al2O3)材质的陶瓷基板作为标准尺寸陶瓷基板样品和待测陶瓷基板样品，标准尺寸陶瓷基板样品具体尺寸为：长度为36mm，宽度为4mm，厚度为3mm，待测陶瓷基板样品具体尺寸为：长度为36mm，宽度为4mm，厚度为0.25mm，两者采用相同的工艺制备得到。
采用国家标准GB/T23806-2009测得Al2O3的标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性KIC为4.10MPa·m1/2，采用国家标准GB/T6569-2006测得Al2O3的标准尺寸陶瓷基板样品的弯曲强度σb为355MPa。
之后，将断裂韧性KIC、弯曲强度σb以及不同数值比例β的代入公式(2)中得到对应的裂纹长度。
在应变诱导控制模块400中，会根据裂纹长度确定模块300得到的裂纹长度的结果与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度对之后需要预制的裂纹的长度进行选择。对于厚度为0.25mm的标准尺寸陶瓷基板样品来说，比例β的数值为0.40时，所计算出的临界厚度Hmin的数值为0.22，小于标准尺寸陶瓷基板样品的厚度值，且与标准尺寸陶瓷基板样品的厚度最为接近，因此选择裂纹长度为4mm×0.4＝1.6mm。
下面结合图8描述本发明的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，应变诱导控制模块400具体包括：
缺陷加工单元410，用于在待测陶瓷基板样品上加工出缺陷切口。通过在待测陶瓷基板样品上预制出缺口，可以控制初始裂纹的萌发位置。
在本实施例中，缺陷切口加工在待测陶瓷基板样品长度方向上边缘的中心位置，这样可以确保确保裂纹的萌发位置位于待测陶瓷基板样品的中心。
粘接单元420，用于将加工出缺陷切口的待测陶瓷基板样品与基梁板粘接在一起形成初始样本。在本实施例中，基梁板为弹性模量较低的黄铜梁板。裂纹萌发是由于加载过程中基梁板变形带动待测陶瓷基板样品发生变形，从而诱导基板产生裂纹，同时，基梁板还可以抑制待测陶瓷基板样品发生失稳扩展，避免产生灾难性断裂。
弯曲加载单元430，用于对初始样本进行行水平方向四点弯曲加载，使得初始样本的待测陶瓷基板样品上加工出裂纹长度的预制裂纹，将含预制裂纹的待测陶瓷基板样品与基梁板分离，形成含预制裂纹的待测陶瓷基板样品。
在弯曲加载单元430中，水平方向四点弯曲加载为以非常缓慢的加载速度施加水平载荷，使初始样本的下部受拉，上部受压，当受拉区产生裂纹并扩展到受压区时裂纹受阻停止扩展，从而形成了一条通透裂纹。由于超薄的陶瓷基板的受拉区的裂纹扩展有一定的惯性，因此通过调整黄铜梁板的宽度，调整超薄的陶瓷基板的中性轴位置，可以减小基板的受拉区宽度Bt。
图9示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810通信接口(mmunications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行陶瓷基板断裂韧性的测试方法，该方法包括以下步骤：
S100、获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
S200、根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子；
S300、根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
S400、根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
S500、利用单边预裂纹梁法测试含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，该方法包括以下步骤：
S100、获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
S200、根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子；
S300、根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
S400、根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
S500、利用单边预裂纹梁法测试含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，该方法包括以下步骤：
S100、获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
S200、根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子；
S300、根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
S400、根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
S500、利用单边预裂纹梁法测试含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种陶瓷基板断裂韧性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子；所述临界厚度通过公式获取，Hmin为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态的所述临界厚度，β为所述标准尺寸陶瓷基板样品的裂纹长度a与所述标准尺寸陶瓷基板样品的宽度B的比值，即/>Y(β)为所述标准尺寸陶瓷基板样品的形状因子，KIC为所述断裂韧性，σb为所述弯曲强度；
根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
利用单边预裂纹梁法测试含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述临界厚度为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度。
3.根据权利要求1所述的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述根据所述临界厚度与所述标准尺寸陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度，具体包括以下步骤：
根据所述厚度，确定不大于所述宽度的最大的所述临界宽度；
根据最大的所述临界宽度，确定所述裂纹长度与所述宽度的比值；
根据所述比值，确定所述裂纹长度。
4.根据权利要求1所述的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述根据所述裂纹长度，加工待测陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品，具体包括以下步骤：
在所述待测陶瓷基板样品上加工出缺陷切口；
将加工出所述缺陷切口的所述待测陶瓷基板样品与基板粘接在一起形成初始样本；
对所述初始样本进行水平方向四点弯曲加载，使得所述初始样本的所述待测陶瓷基板样品上加工出所述裂纹长度的预制裂纹，将含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品与基梁板分离，形成含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品。
5.根据权利要求4所述的陶瓷基板断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述缺陷切口加工在所述待测陶瓷基板样品长度方向上边缘的中心位置。
6.一种陶瓷基板断裂韧性的测试装置，其特征在于，包括：
参数获取模块(100)，用于获取标准尺寸陶瓷基板样品的断裂韧性和弯曲强度；
临界厚度确定模块(200)，用于根据所述标准尺寸陶瓷基板样品的样本参数、所述断裂韧性和所述弯曲强度，获取裂纹长度对应的临界厚度；其中，所述样本参数包括宽度、所述裂纹长度与所述宽度的比值和形状因子，所述临界厚度为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态时的临界厚度；所述临界厚度通过公式 获取，Hmin为所述标准尺寸陶瓷基板样品受力为平面应变状态的所述临界厚度，β为所述标准尺寸陶瓷基板样品的裂纹长度a与所述标准尺寸陶瓷基板样品的宽度B的比值，即Y(β)为所述标准尺寸陶瓷基板样品的形状因子，KIC为所述断裂韧性，σb为所述弯曲强度；
裂纹长度确定模块(300)，用于根据所述临界厚度与待测陶瓷基板样品的厚度，确定所述裂纹长度；
应变诱导控制模块(400)，用于根据所述裂纹长度，加工待测的陶瓷基板样品，形成含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品；
测试模块(500)，用于利用单边预裂纹梁法测试所述含预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品的断裂韧性。
7.根据权利要求6所述的陶瓷基板断裂韧性的测试装置，其特征在于，所述裂纹长度确定模块(300)具体包括：
临界宽度确定单元(310)，用于根据所述厚度，确定不大于所述宽度的最大的所述临界宽度；
比值确定单元(320)，用于根据最大的所述临界宽度，确定所述裂纹长度与所述宽度的比值；
裂纹长度确定单元(330)，用于根据所述比值，确定所述裂纹长度。
8.根据权利要求6所述的陶瓷基板断裂韧性的测试装置，其特征在于，所述应变诱导控制模块(400)具体包括：
缺陷加工单元(410)，用于在所述待测陶瓷基板样品上加工出缺陷切口；
粘接单元(420)，用于将加工出所述缺陷切口的所述待测陶瓷基板样品与基梁板粘接在一起形成初始样本；
弯曲加载单元(430)，用于对所述初始样本进行水平方向四点弯曲加载，使得所述初始样本的所述待测陶瓷基板样品上加工出所述裂纹长度的预制裂纹，将含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品与所述基梁板分离，形成含所述预制裂纹的所述待测陶瓷基板样品。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述陶瓷基板断裂韧性的测试方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述陶瓷基板断裂韧性的测试方法的步骤。
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