1.低温力学性能测试
采用液氮制冷剂可以获得77 K温度,而使用干冰加无水乙醇获得195 K温度,其测试装置见图1-51。
抗弯强度采用三点或四点弯曲强度均可,断裂韧性采用单边直通切口梁法时，宜采用四点弯曲而不
宜采用室温下常用的三点弯曲法，这是因为三点弯曲试验中应力最大值是上压头正对面的一点处,
因而要求测试时保证切口位于压头正下方,所得到应力最大值才是切口处所受的应力，但低温测试
时由于样品浸泡在制冷剂中，无法直接观察,因而很难保证准确对中，而四点弯曲中两压头之间所
受应力相等,因而在放置试样时只需保证试样切口位于两上压头之间即可。实验证明用四点弯曲测试3
Y-TZP，氧化铝、氮化硅、碳化硅结构陶瓷一组多个试样的断裂韧性,其数据分散性远小于三点弯曲法，
例如对于Si3N4四点弯曲的单边切口梁法测得断裂韧性的均方差仅为0.35 MPa . m1/2,但用三点弯曲单边
切口梁法，其均方差达到0.60 MPa. m1/2对于超低温液氦温度(4.2K)下测试陶瓷的强度和韧性，则不能
采用上述装置,需采用更为复杂的杜瓦低温保温系统。
2.低温热学性能测试
低温热导率测试可采用美国Quntum Design公同的物理性能测试系统，在真空杜瓦中以液氮和液氦为制冷
剂，得到陶瓷材料从室温到20 K温度区间的热导率。试样尺寸为8mm*2mm*2 mm，六面精磨,保证两面平
行度。测试原理为非稳态法。根据传导热流量和试样两端温度差，通过导热方程计算样品热导率函数，最终
得出热导率随温度变化的曲线。低温下热膨胀系数的测量方法主要有两种:热膨胀仪测量和应变片测量。专用
的低温热膨胀仪以液氮为制冷剂，采用喷射液氮和电加热方法可以控制温度均匀降低，最低测试温度可以达到
一150°C。应变片法是选用专用的低温应变片,贴在测试样品表面,在低温箱或制冷机中控制降温,用引线引出并
测量电信号，得到应变片的应变量,从而计算得到材料热膨胀系数。常用的低温应变片材料为铁铬合金和改良
型镍铬合金，即卡玛合金,它们在低温下性能稳定,不会出现结构的相变。应变片法可以测量到更低温度，如液
氦温度(4.2 K)，但由于应变片自身电阻随温度变化，所以在测量热膨胀系数时需要对应变片进行温度补偿。
此外，低温下应变片与样品的粘接会影响测量结果的准确性，如果粘接不牢，应变片难以准反映样品的尺寸变
化,粘接材料本身体积也随温度变化，可能引起试验误差。
