ISO 14544:2013

Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites at high temperature — Determination of compression properties

ISO 14544:2013 specifies the conditions for determination of compression properties of ceramic matrix composite materials with continuous fibre reinforcement for temperatures up to 2 000 °C. ISO 14544:2013 applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre reinforcement, unidirectional (1D), bidirectional (2D), and tridirectional (xD, with 2 x ≤ 3), loaded along one principal axis of reinforcement.

Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des céramiques composites à haute température — Détermination des caractéristiques en compression

L'ISO 14544:2013 spécifie les conditions de détermination des caractéristiques en compression des matériaux composites à matrice céramique et à renfort continu pour des températures allant jusqu'à 2 000 °C. L'ISO 14544:2013 s'applique à tous les composites à matrice céramique à renfort continu, unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D), et tridirectionnel (xD, avec 2 x ≤ 3) sollicités suivant un axe principal de renfort.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 18-Jun-2013
• ICS: 81.060.30 - Advanced ceramics
• Technical Committee: ISO/TC 206 - Fine ceramics
• Drafting Committee: ISO/TC 206/WG 4 - Composites
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Due Date: 14-Jan-2025
• Completion Date: 14-Jan-2025

Relations

• Revised: ISO 14544:2025 - Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites at high temperature — Determination of compressive properties
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14544
First edition
2013-07-01
Fine ceramics (advanced ceramics,
advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic
composites at high temperature —
Determination of compression
properties
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des céramiques
composites à haute température — Détermination des
caractéristiques en compression
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 3
5 Apparatus . 4
5.1 Test machine . 4
5.2 Load train. 4
5.3 Gastight test chamber . 4
5.4 Set-up for heating . 5
5.5 Extensometer . 5
5.6 Temperature measurement . 5
5.7 Data recording system . 5
5.8 Micrometers . 6
6 Test specimens. 6
6.1 General . 6
6.2 Compression between platens . 6
6.3 Test specimen used with grips . 7
7 Test specimen preparation .10
7.1 Machining and preparation .10
7.2 Number of test specimens .10
8 Test procedures .11
8.1 Test set-up: temperature considerations .11
8.2 Test set-up: other considerations .11
8.3 Testing technique .12
8.4 Test validity .13
9 Calculation of results .13
9.1 Test specimen origin .13
9.2 Compression strength .13
9.3 Strain at maximum compression force .14
9.4 Proportionality ratio or pseudo-elastic modulus, elastic modulus .14
10 Test report .16
Annex A (normative) Buckling: How to proceed when buckling is suspected .17
Bibliography .18
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents
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constitute an endorsement.
The committee responsible for this document is ISO/TC 206, Fine ceramics.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14544:2013(E)
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical
ceramics) — Mechanical properties of ceramic
composites at high temperature — Determination of
compression properties
1 Scope
This International Standard specifies the conditions for determination of compression properties of
ceramic matrix composite materials with continuous fibre reinforcement for temperatures up to 2 000 °C.
This International Standard applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre
reinforcement, unidirectional (1D), bidirectional (2D), and tridirectional (xD, with 2 < x ≤ 3), loaded
along one principal axis of reinforcement.
Two types of compression are distinguished:
a) compression between platens;
b) compression using grips.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external measurements — Design and metrological characteristics
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression
testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
EN 10002-4, Metallic materials — Tensile test — Part 4: Verification of extensometers used in uniaxial testing
CEN/TS 15867:2009, Advanced technical ceramics — Ceramic composites — Guide to the determination of
the degree of misalignment in unixial mechanical tests
IEC 60584-1:1995, Thermocouples — Part 1: Reference tables
IEC 60584-2:1982, Thermocouples — Part 2: Tolerances
IEC 60584-2:1982,Amendment 1:1989
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
test temperature
T
temperature of the test piece at the centre of the gauge length
3.2
calibrated length
l
part of the test specimen that has uniform and minimum cross-section area
3.3
gauge length
L
o
initial distance between reference points on the test specimen in the calibrated length
3.4
controlled-temperature zone
part of the calibrated length, including the gauge length, where the temperature is within a range of
50 °C of the test temperature
3.5
initial cross-section area
A
o
initial cross-section area of the test specimen within the calibrated length, at test temperature
Note 1 to entry: Two initial cross-section areas of the test specimen can be defined as follows.
3.5.1
apparent cross-section area
total area of the cross section, A
o,a
3.5.2
effective cross-section area
total area corrected by a factor, to account for the presence of an antioxidant protection, A
o,e
3.6
longitudinal deformation
ΔL
decrease in the gauge length L between reference points under a compression force
3.7
compression strain
ε
relative change in the gauge length defined as the ratio ΔL/L
o
Note 1 to entry: Its value corresponding to the maximum force shall be denoted as ε .
c,m
3.8
compression stress
σ
compression force supported by the test specimen at any time in the test divided by the initial cross-
section area (A )
o
Note 1 to entry: Two compression stresses can be distinguished:
— apparent compression stress, σ , when the apparent cross-section area (or total cross-section area) is used;
a
— effective compression stress, σ , when the effective cross-section area is used
e
3.9
maximum compression force
F
m
highest recorded compression force in a compression test on the test specimen when tested to failure
2 © ISO 2013 – All rights reserved

3.10
compression strength
σ
c,m
ratio of the maximum compression force (F ) to the initial cross-section area (A )
m o
Note 1 to entry: Two compression strengths can be distinguished:
— apparent compression strength, σ , when the apparent cross-section area (or total cross-section area) is used;
c,m,a
— effective compression strength, σ , when the effective cross-section area is used.
c,m,e
3.11
proportionality ratio or pseudo-elastic modulus, E
p
slope of the linear section of the stress-strain curve, if any
Note 1 to entry: Examination of the stress-strain curves for ceramic matrix composites allows definition of the
following cases:
a)  Material with a linear section in the stress-strain curve.
For ceramic matrix composites that have a mechanical behaviour characterized by a linear section, the
proportionality ratio is defined as:
σσ−
Ep(σσ,)= (1)
εε−
where (ε , σ ) and (ε , σ ) lie near the lower and upper limits of the linear section of the stress-strain curve.
1 1 2 2
The proportionality ratio or pseudo-elastic modulus is termed the elastic modulus, E, in the single case where the
material has a linear behaviour from the origin.
b)  Material with no-linear section in the stress-strain
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14544
Première édition
2013-07-01
Céramiques techniques — Propriétés
mécaniques des céramiques composites
à haute température — Détermination
des caractéristiques en compression
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic composites at high temperature —
Determination of compression properties
Numéro de référence
©
ISO 2013
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E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 3
5 Appareillage . 4
5.1 Machine d’essai . 4
5.2 Système d’application d’effort . 4
5.3 Enceinte d’essai étanche . 5
5.4 Dispositif de chauffage . 5
5.5 Extensomètre . 5
5.6 Mesure des températures . 6
5.7 Système d’enregistrement de données . 6
5.8 Micromètres . 6
6 Éprouvettes . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Éprouvettes pour essais de compression entre plateaux . 6
6.3 Éprouvettes utilisées avec mors. 8
7 Préparation des éprouvettes .11
7.1 Usinage et préparation .11
7.2 Nombre d’éprouvettes .11
8 Modes opératoires .11
8.1 Configuration d’essai: considérations sur la température .11
8.2 Configuration d’essai: autres considérations .12
8.3 Technique de l’essai .12
8.4 Validité de l’essai .13
9 Calcul des résultats .14
9.1 Origine des éprouvettes .14
9.2 Résistance en compression .14
9.3 Déformation à la force maximale de compression .14
9.4 Coefficient de proportionnalité ou module pseudo-élastique, module élastique .15
10 Rapport d’essai .16
Annexe A (normative) Flambage: Comment procéder lorsque le flambage est suspecté .17
Bibliographie .18
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/brevets.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 206, Céramiques techniques.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14544:2013(F)
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques
des céramiques composites à haute température —
Détermination des caractéristiques en compression
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les conditions de détermination des caractéristiques en
compression des matériaux composites à matrice céramique et à renfort continu pour des températures
allant jusqu’à 2 000 °C.
La présente Norme internationale s’applique à tous les composites à matrice céramique à renfort continu,
unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D), et tridirectionnel (xD, avec 2 < x ≤ 3) sollicités suivant un axe
principal de renfort.
Deux cas de compression sont distingués:
a) la compression entre plateaux;
b) la compression entre mors.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 3611, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel:
Micromètres d’extérieur — Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 7500-1:2004, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux —
Partie 1: Machines d’essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de force
EN 10002-4, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 4: Vérification des extensomètres utilisés
dans les essais uniaxiaux
CEN/TS 15867:2009, Céramiques techniques avancées — Céramiques composites — Guide pour déterminer
le degré de non-alignement lors des essais mécaniques uniaxaux
CEI 60584-1:1995, Couples thermoélectriques — Partie 1: Tables de référence
CEI 60584-2:1982, Couples thermoélectriques — Partie 2: Tolérances
CEI 60584-2:1982, Amendement 1:1989
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
température d’essai
T
température de l’éprouvette au centre de la longueur de jauge
3.2
longueur calibrée
l
partie de l’éprouvette où la section transverse est la plus faible et est uniforme
3.3
longueur de jauge
L
o
distance initiale entre les points de référence dans la longueur calibrée de l’éprouvette
3.4
zone de température contrôlée
partie de la longueur calibrée, incluant la longueur de jauge, où l’écart de température par rapport à la
température d’essai est inférieur à 50 °C
3.5
section initiale
A
o
section initiale de l’éprouvette dans la longueur calibrée, à la température d’essai
Note 1 à l’article: Deux sections initiales de l’éprouvette peuvent être définies comme suit.
3.5.1
section apparente
section totale de l’éprouvette, A
o,a
3.5.2
section effective
section totale corrigée d’un facteur, prenant en compte la présence d’un traitement anti-oxydation, A
o,e
3.6
accourcissement
ΔL
diminution sous une sollicitation de compression de la longueur de jauge L entre les points de référence
3.7
déformation en compression
ε
modification relative de la longueur de jauge définie par le rapport ΔL/L
o
Note 1 à l’article: La valeur correspondant à la force de compression maximale doit être notée ε .
c,m
3.8
contrainte en compression
σ
force de compression supportée par l’éprouvette à chaque instant de l’essai, divisée par la section initiale (A )
o
Note 1 à l’article: Deux contraintes en compression peuvent être définies:

— contrainte en compression apparente, σ , lorsque la section apparente (ou section totale) est utilisée;
a
— contrainte en compression effective, σ , lorsque la section effective est utilisée.
e
3.9
force maximale de compression
F
m
force de compression la plus haute enregistrée, atteinte par l’éprouvette lors d’un essai de compression
réalisé jusqu’à rupture
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés

3.10
résistance en compression
σ
c,m
quotient de la force maximale de compression (F ) par la section initiale (A )
m o
Note 1 à l’article: Deux résistances en compression peuvent être définies:

— résistance en compression apparente, σ , lorsque la section apparente (ou section totale) est utilisée;
c,m,a
— résistance en compression effective, σ , lorsque la section effective est utilisée.
c,m,e
3.11
coefficient de proportionnalité ou module pseudo-élastique
E
p
pente de la partie linéaire de la courbe contrainte-déformation, si elle existe
Note 1 à l’article: L’examen des courbes contrainte-déformation des composites à matrice céramique conduit à
définir les cas suivants:
a)  Matériau présentant une zone linéaire dans la courbe contrainte-déformation.

Pour les matériaux composites à matrice céramique dont le comportement mécaniq
...