在現(xiàn)代工業(yè)領域,尤其是汽車、航空航天、電子電氣等行業(yè),改性塑料因其優(yōu)異的力學性能、耐熱性及輕量化特點,得到了廣泛應用。其中,碳纖維增強尼龍(CF/PA)作為一種高性能復合材料,在高溫環(huán)境下的力學行為是其產(chǎn)品設計與可靠性評估的關鍵。拉伸性能是材料最基本的力學性能指標,而高溫環(huán)境會顯著影響高分子材料的分子鏈運動,從而導致其拉伸強度、模量及斷裂伸長率等關鍵參數(shù)發(fā)生變化。
因此,在模擬的實際工作溫度下進行拉伸試驗,對于評價材料在高溫環(huán)境下的適用性和壽命至關重要。本文科準測控小編將依據(jù)相關國際與國家標-準,詳細闡述改性塑料高溫拉伸試驗的原理、檢測標準、所需儀器及詳細操作流程,為相關領域的質(zhì)量控制與研發(fā)工作提供參考。
一、 試驗原理
高溫拉伸試驗的基本原理是:將規(guī)定形狀和尺寸的試樣置于可控制溫度的恒溫環(huán)境中,使其充分受熱并達到熱平衡后,通過萬能材料試驗機對其施加軸向拉伸載荷。拉伸過程中,載荷以恒定的速率(試驗速度)增加,直至試樣斷裂。
二、 檢測標準
GB/T 1040.1-2018 《塑料 拉伸性能的測定 第1部分:總則》
GB/T 1447-2005 《纖維增強塑料拉伸性能試驗方法》
ISO 527-1:2019
ISO 527-2:2012
注: 您提到的GB/T 1041.1是壓縮性能測定標準,對于拉伸試驗,應更正為GB/T 1040.1。試驗將綜合以上標準的要求,特別是針對纖維增強塑料的試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)和測試方法。
三、 檢測設備
1、萬能材料試驗機(搭配高低溫箱)
2、楔形夾具
3、試驗條件
樣品名稱:碳纖維增強尼龍
試驗類型:拉伸
試驗速度:5mm/min
試驗溫度:120℃
四、 試驗流程
步驟一:試樣制備
按照GB/T 1040.1或ISO 527-2標準的規(guī)定,使用注塑或機械加工方法制備成標準的I型(啞鈴型)試樣。
用游標卡尺精確測量試樣標距內(nèi)的寬度和厚度,至少測量三點取平均值,用于計算橫截面積。
步驟二:設備準備
開啟萬能材料試驗機和高低溫箱,預熱設備至穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)標準要求及測試需求,在高低溫箱控制面板上設定目標試驗溫度(例如:120°C、150°C等)。
在試驗機軟件中創(chuàng)建新測試方法,設置以下關鍵參數(shù):
試驗類型:拉伸
試驗速度:5 mm/min
輸入試樣的尺寸信息。
設定必要的安全限位和斷裂判據(jù)。
步驟三:裝夾試樣
將楔形夾具安裝到試驗機的上下橫梁上。
先將試樣一端插入上夾具,并適度擰緊。
手動或通過設備控制,移動橫梁使試樣另一端插入下夾具,并確保試樣軸向對中。
均勻用力擰緊上下夾具,防止試樣受力不均。
步驟四:升溫與保溫
關閉高低溫箱箱門。
啟動加熱程序,使箱內(nèi)溫度平穩(wěn)上升至預設的試驗溫度。
溫度達到后,開始計時。根據(jù)標準規(guī)定和試樣厚度,進行充分保溫(通常為15-20分鐘),以確保試樣整體溫度均勻并達到設定值。
步驟五:進行測試
保溫結束后,在試驗機軟件中啟動測試程序。
試驗機將以設定的5 mm/min速度自動對試樣施加拉伸力,同時持續(xù)記錄力值和位移(或引申計測量的應變)數(shù)據(jù)。
觀察測試過程,直至試樣wan全斷裂。
步驟六:數(shù)據(jù)采集與結果分析
試驗結束后,軟件會自動生成力-位移曲線,并計算出:
拉伸強度
斷裂伸長率
拉伸彈性模量(若使用引申計)
取出斷裂的試樣,記錄其斷裂位置和形貌。
重復上述步驟,完成一組有效試樣(通常為5個以上)的測試。
軟件自動統(tǒng)計并輸出該組試樣的平均值、標準偏差等統(tǒng)計結果。
步驟七:關機與整理
測試全部完成后,關閉加熱系統(tǒng),讓高低溫箱自然冷卻。
關閉試驗機電源。
清理夾具和試驗箱內(nèi)的試樣碎屑。
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