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      家蠕變試驗機生倏地塑性計哪

       ?。涸诶煸囼炛?,保持這種受力狀態終,就是測量拉伸力直至材料斷裂為止,所承受的拉伸應力稱為拉伸強度。

        實驗原理:拉伸實驗是對材料沿縱軸方向施加靜態拉伸負荷,使其破壞。通過測定試樣的屈服力破壞力和材料標距間的伸長來求得材料的屈服強度、拉伸強度和伸長率。

        斷裂伸長率:在拉力作用下,試樣斷裂時,標線間距離的增加量與初始標距之比,以百分率表示。

        由應力-應變的相應值彼此對應的繪成曲線,通常以應力值作為縱坐標,應變值作為橫坐標。應力-應變曲線一般分為兩個部分:彈性變形區和塑性變形區,在彈性變形區,材料發生可完全恢復的彈性變形,蠕變試驗機應力和應變呈正比例關系。曲線中直線部分的斜率即是拉伸彈性模量值,它代表材料的剛性。彈性模量越大,剛性越好。在塑性變形區,應力和應變增加不在呈正比關系,后出現斷裂。

       ?、蹨y量試樣中間平行部分的厚度和寬度,0.01mm,II型試樣中間平行部分的寬度,到0.05mm,測3點,取算術平均值。

       ?、抻涗浨r負荷,或斷裂負荷及標距間伸長。試樣斷裂在中間平行部分之外時,此試樣作廢,另取試樣補做。

        (3)拉伸速度:塑料屬于粘彈性材料,其應力松弛過程與變形速率緊密相關,需要一個時間過程

        (4)預處理:材料在加工過程中,由于加熱和冷卻的時間和速度不同,易產生局部應力集中,經過在一定溫度下的熱處理或稱退火處理,可以消除內應力,提高強度

        基本概念:試樣破壞時的壓縮載荷除以試樣的橫截面積,稱為壓縮強度極限或抗壓強度。壓縮試驗是測定材料在軸向靜壓力作用下的力學性能的試驗,是材料機械性能試驗的基本方法之一。與拉伸試驗相似,通過壓縮試驗可以作出壓縮曲線。

        壓縮實驗室常見的一種力學試驗,是鈀試樣置于試驗機的兩壓板之間,并在沿試樣兩端面的主軸方向,以恒定速率施加一個可以測量的大小相等相反的力,并使試樣沿軸向方向縮短,而徑向方向增大,產生壓縮變形,直到試樣破裂或者變形達到規定的如25%的數值為止。施加的負荷由試驗機上直接讀得,并按下式計算其壓縮應力。

        式中:σ-壓縮應力,MPa;P-壓縮負荷,N;F-試樣原始橫截面積,mm2。蠕變試驗機

        式中:ΔH-試樣的壓縮形變,mm;H0-試樣原始高度,mm;H-壓縮過程中任何時刻試樣的高度,mm。

        式中:ε-試樣壓縮應變;ΔH-試樣的壓縮形變,mm;H0-試樣原始高度,mm;H-壓縮過程中任何時刻試樣的高度,mm。

        壓縮屈服應力:指應力-應變曲線上次出現應變增加而應力不增加的轉折點(屈服點)對應的應力,以MPa表示。

        壓縮強度:指在壓縮試驗中試樣承受的壓縮應力,以MPa表示,它不一定市試樣破壞瞬間所承受的壓縮應力。

        定應變壓縮應力:指規定應變時的壓縮應力,即與應變為25%時對應的應力值,以MPa表示。

        壓縮模量:指在應力-應變曲線的線性范圍內,壓縮應力與壓縮應變的比值,以MPa表示,取應力-應變曲線上兩點的應力差與對應的應變之比。

        (1)試樣的細長比:(試樣高度與試樣截面的小回轉半徑之比)是的影響因素。由于試樣受壓時,其上下端面與試驗機壓板之間產生較大的摩擦力,阻礙試樣上下兩端面的橫向變形,試樣高度越小,影響程度越大。

        (2)實驗速度:一般來講,隨著實驗速度的增加,壓縮強度與壓縮應變值均有所增加。實驗速度在1-5mm/min時變化較小。壓縮試驗的同一試樣必須在同一實驗速度下進行,并且選用較低的實驗速度。

        試驗時將一規定形狀和尺寸的試樣置于兩支坐上,并在兩支坐的中點施加一集中負荷,使試樣產生彎曲應力和變形。這種方法稱靜態三點式彎曲試驗。(另一加載方法為四點式,這里不介紹。)

       ?、偈褂糜螛丝ǔ邷y量試樣中間部位的寬度和厚度,測量三點,取其平均值,到0.02mm。

       ?、壅{節好跨度,將試樣放于支架上,上壓頭與試樣寬度的接觸線須垂直于試樣長度方向,試樣兩端緊靠支架兩頭。

       ?、軉酉陆蛋粹o,試驗機按設定的參數開始工作。當壓頭接觸到試樣后,計算機開始自動記錄試樣所受的載荷及其產生的位移數據。至試樣到達屈服點或斷裂時為止,立即停機。

       ?、荼4鏀祿?,并根據數據作彎曲載荷-位移曲線圖,并保存。根據圖形分析試樣的彎曲力學行為。

        (2)加載壓頭半徑和支座表面半徑如果加載壓頭半徑很小,對試樣容易引起較大的剪切力而影響彎曲強度。支座表面半徑會影響試樣跨度的準確性。

        (3)應變速率彎曲強度與應變速率有關,應變速率較低時,其彎曲強度也偏低。

        (4)試驗跨度當跨厚比增大時,各種材料均顯示剪切力的降低,可見用增大跨厚比可減少剪切應力,使三點彎曲試驗更接近純彎曲。

        (5)溫度就同一種材料來說,屈服強度受溫度的影響比脆性強度的大?,F行塑料彎曲性能實驗的國家標準為GB/T9341-2008。

       ?。?)擺錘式:試驗安放形式有簡支梁式(charpy)----支撐試樣兩端而沖擊中部;懸臂梁式(Izod)---試樣一端固定而沖擊自由端。

       ?。?)高速拉伸法。此方法雖較理想,可直接轉換成應力—應變曲線,計算曲線下的面積,便可得沖擊強度,還可定性判斷是脆性斷裂還是韌性斷裂,但對拉力機要求較高。

       ?。ǎ常┰嚇映叽缡褂猛慌浞胶屯怀尚蜅l件而厚度不同的材料做沖擊試驗時,所得的沖擊強度不同。

        高分子材料具有大分子鏈結構和特有的熱運動,蠕變試驗機決定了它具有與低分子材料不同的物理性態。高分子材料的力學行為特點是它具有高彈性和粘彈性。在外力和能量作用下,比金屬材料更為強烈地受到溫度和時間等因素的影響,其力學性能變化幅度較大。

        高聚物受力產生的變形是通過調整內部分子構象實現的。由于分子鏈構象的改變需要時間,因而受力后除普彈性變形外,高聚物的變形強烈地與時間相關,表現為應變落后于應力。除瞬間的普彈性變形外,高聚物還有慢性的粘性流變,通常稱之為粘彈性。高聚物的粘彈性又可分為靜態粘彈性和動態粘彈性兩類。

        靜態粘彈性指蠕變和松弛現象。與大多數金屬材料不同,高聚物在室溫下已有明顯的蠕變和松弛現象。

        高分子材料的蠕變即在一定溫度和較小的恒定外力(拉力、壓力或扭力等)作用下、高分子材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現象。

        下圖蠕變曲線是釋荷時間。從分子運動和變化的角度來看,蠕變過程包括下面三種形變:當高分子材料受到外力作用時,分子鏈內部鍵長和鍵角立刻發生變化,這種形變量是很小的,稱為普彈形變。當分子鏈通過鏈段運動逐漸伸展發生的形變,稱為高彈形變。如果分子間沒有化學交聯,線形高分子間會發生相對滑移,稱為粘性流動。這種流動與材料的本體粘度有關。在玻璃化溫度以下鏈段運動的松弛時間很長,分子之間的內摩擦阻力很大,主要發生普彈形變。在玻璃化溫度以上,主要發生普彈形變和高彈形變。當溫度升高到材料的粘流溫度以上,這三種形變都比較顯著。由于粘性流動是不能回復的,因此對于線形高聚物來說,當外力除去后會留下一部分不能回復的形變,稱為形變。

        蠕變與溫度高低和外力大小有關,溫度過低,外力太小,蠕變很小而且很慢,在短時間內不易覺察;溫度過高、外力過大,形變發展過快,也感覺不出蠕變現象;在適當的外力作用下,通常在高聚物的玻璃化溫度以上不遠,鏈段在外力下可以運動,但運動時受到的內摩擦力又較大,只能緩慢運動,則可觀察到較明顯的蠕變現象。

        蠕變是材料彈性與粘性的相互作用結果,材料彈性好,其蠕變應力大,蠕變溫度高,如果粘性大于彈性則反之,讓我們可以把握實際可能出現的情況。所以一般來講,特別是塑料或者壓敏膠,材料加工要蠕變好(流動性好),而材料應用則需蠕變差(材料穩定,蠕變意味著材料發生變化)。蠕變涉及到材料結構、分子量、分子鏈等等因素。避免蠕變,就是想方法讓材料穩定,如提高彈性讓臨界應力大,添加抗氧劑讓耐老化性能好,分子結構穩定。

        所謂應力松弛,就是在固定的溫度和形變下,聚合物內部的應力隨時間增加而逐漸衰減的現象。這種現象也在日常生活中能觀察到,例如橡膠松緊帶開始使用時感覺比較緊,用過一段時間后越來越松。也就是說,實現同樣的形變量,所需的力越來越少。未交聯的橡膠應力松弛較快,而且應力能完全松弛到零,但交聯的橡膠,不能完全松弛到零。

        線形聚合物的應力松弛的分子機理如圖所示,拉伸時張力迅速作用使纏繞的分子鏈伸長,但這種伸直的構象時不平衡的,由于熱運動分子鏈會重新卷曲,但形變量被固定不變,于是鏈可能解纏結而轉入新的無規卷曲的平衡態,于是應力松弛為零。交聯聚合物不能解纏結,因而應力不能松弛到零。

        目的:測量材料的適用性,間接了解材料的磨擦性能、拉伸性能、固化程度等力學性能

        常用的硬度測試方法:邵氏硬度、洛氏硬度,硬度體現的是產品的堅硬程度。在施加荷重的狀態下,測定堅硬的圓珠凹陷時的抗衡性的實驗。如果塑料中膠含量較多的話,沖擊強度將會增加,但硬度會下降。

        布氏硬度起源于1900年,是早被廣泛接受的測試方法。它的原理是使用球壓頭D通過一定的壓力F在材料表面產生壓痕,再用光學系統測量壓痕直徑d,后通過經驗公式計算可得到布氏硬度值,如圖所示。

        布氏硬度早期的壓頭材料為硬化鋼(符號HBS),不適用于非常硬(450HB)的材料,容易變形,終會導致測試結果誤差大。ISO和ASTM標準先后推薦使用WC(碳化鎢,符號HBW)球來做所有的布氏硬度測試適用測試范圍達650HB,更加耐用。

        壓痕過小,壓痕難以準確的測量,并且壓頭損壞的風險變大;壓痕過大,硬度測試的靈敏度降低。因此,標準規定了壓痕尺寸的上下限,壓痕直徑與壓頭直徑的比值d/D應在0.24和0.6之間。在測試過程中要注重選擇合適的球壓頭直徑和載荷大小與被測試的材料匹配。

        硬度測試產生壓痕的過程會引起殘余應力和加工硬化,過于靠近邊緣會導致材料不足以限制壓痕周圍的變形區,因此,若壓痕位置不當,測試結果易產生能夠誤差。

        布氏硬度測試要選擇好標尺(載荷大小與球壓頭直徑的組合)。通常采用壓痕相似性原理來設計布氏硬度的標尺。

        壓痕相似性原理:對于不同的壓頭直徑和載荷組合,當壓入角相同時,材料的硬度值才具有可比性。對于相同的材料,當載荷與壓頭直徑平方的比值(K=F/D2 )相同時,壓入角相同,所求得的硬度值也相同。

        壓入角28°與74°之間硬度值變化很小,44°(d/D=0.375)是理性的狀況。對同一材料而言160HBW10/500大約相當于180HBW10/3000。因此,常見的比值,不同比值下測量結果不具備可比性。如表2,HB30與HB10、HB5標尺下所得的硬度值不可以做比較。

        K值得選擇具有一定的要求,通常高硬度材料選用較大K值,低硬度材料選用較小K值。常用的K值選擇如表3。

        布氏硬度測試過程中,試驗力易引起樣品的扭曲、變形和移動,導致誤差的產生。因此ASTM樣品厚度要達到壓痕深度的10倍。不同標尺要求的樣品小厚度如表4所示。

        相對較寬的測試范圍8~650HBW;不同測試力之間硬度值可以對比 (對于相同的F/D2)壓痕較大;對樣品表面狀況不敏感;測試大塊材料硬度;對光學測量誤差不敏感;非常適合于大晶粒材料的測試;與拉伸強度之間有較好的對應關系。

        大的壓痕意味著不能區分出局部區域的硬度值變化;不適合于涂層和薄片樣品的測試;不適合于高硬度材料的硬度測試;通過光學顯微鏡測量壓痕,不同操作者對測量的影響較大;不建議測試弧形表面。

        適用于鑄鐵、鍛造件、各種退火及調質的鋼材,有色金屬、硬質合金、陶瓷、不銹鋼等,廣泛應用在汽車和航空等行業,試驗室和車間的樣品測試和質量控制??蓽y平面和圓柱形工件,不宜測定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。

        洛氏硬度起源于20世紀初,是由洛克威爾(S.P.Rockwell)提出來的學術概念。洛氏硬度測試的原理是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值。

        采用洛氏硬度測試方法時,需要根據不同的標尺和樣品情況來對試樣表面進行處理。

        與洛氏硬度相同,壓痕距離邊緣至少為壓痕直徑的2.5倍(并且ISO6508規定距離邊緣不小于1mm),兩壓痕之間的距離至少為壓痕直徑的3倍。

        洛氏硬度測試對樣品尺寸有要求,樣品厚度不能小于殘余壓痕深度的10倍,且背面不能出現明顯的變形痕跡。由此樣品的厚度決定了載荷的選擇,載荷必須保證其所引起的變形小于樣品的小厚度。對于每一種硬度試驗,都存在小可測量厚度。根據不同壓頭類型,分別為:

        壓頭尖端破裂(通常導致硬度讀數偏高);被測試材料或者夾具軌道的變形(通常導致硬度讀數偏低);過大的振動(通常導致硬度讀數偏低);表面制備質量差(注意制備也包括測試零件的底部和試臺);壓頭和樣品表面的壓入角度(不能超過2o偏差)

        不需要通過光學測量就可以得到硬度值;快速簡單;不同操作者對結果影響不大;表面粗糙度對結果影響較小。

        洛氏硬度測試具有30種不同的標尺,幾乎覆蓋所有材料的硬度測試,以下是其一些典型的應用:

        常規洛氏:端淬試驗、齒輪、鋼棒、緊固件、汽車部件、軸承、熱處理工件、硬質合金等。

        導熱系數也叫導熱率,是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,℃),在1秒鐘內(1S),通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米·度(W/(m·K),此處為K可用℃代替)。導熱系數是表示材料熱傳導能力大小的物理量。

        導熱系數是針對均質材料而言的,對于多孔、多層、多結構、各向異性材料,可以叫做平均導熱系數。導熱系數與材料的種類、結構、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關。

        熱擴散系數的定義:熱擴散系數又叫導溫系數,它表示物體在加熱或冷卻中,溫度趨于均勻一致的能力,單位為平方米/秒(m2/s) 。在導熱系數高的物質中熱能擴散的很快,而導熱系數低的物質中熱能則擴散的較慢。這個綜合物性參數對穩態導熱沒有影響,但是在非穩態導熱過程中,它是一個非常重要的參數。

        熱擴散系數是表示材質均溫能力大小的物理量。熱擴散系數與材料的導熱系數、密度、比熱容等因數有關。熱擴散系數采用非穩態(瞬態)法測量,在穩態導熱中不起影響。

        原理:激光法直接測試的是材料的熱擴散系數,其基本原理示意圖如下:在爐體控制的一定溫度下,由激光源發射光脈沖均勻照射在樣品下表面,使試樣均勻加熱,通過紅外檢測器鏈接測量樣品上表面相應溫升過程,得到溫度(檢測器信號)升高和時間的關系曲線。

        原理:將一定厚度的樣品放入兩個平板間,在其垂直方向通入一個恒定的單向熱流,使用校正過的熱流傳感器測量通過樣品的熱流,傳感器在平板與樣品之間與樣品接觸。當冷板和熱板的溫度穩定后,測得樣品厚度、樣品上下表面的溫度和通過樣品的熱流量,根據傅里葉定律即可確定樣品的導熱系數。

        應用:該法適用于導熱系數較小的固體材料、纖維材料與多空隙材料,例如各種保溫材料;

        針對材料導熱系數測試,除了需要有對應的測試方法和測試設備,還需要有對用的標準來規范測試方法、測試過程、測試條件、測試樣品、測試范圍等信息。

        對于電子器件而言,高分子絕緣材料具有獨特的結構和易改性、易加工的特點,生倏地塑性計哪使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能。但是一般高分子材料都是熱的不良導體,其導熱系數一般都低于 0.5Wm-1·K-1。一些常見的高分子在室溫下的導熱系數如下表所示。家蠕變試驗機
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