在现代工业领域,尤其是汽车、航空航天、电子电气等行业,改性塑料因其优异的力学性能、耐热性及轻量化特点,得到了广泛应用。其中,碳纤维增强尼龙(CF/PA)作为一种高性能复合材料,在高温环境下的力学行为是其产品设计与可靠性评估的关键。拉伸性能是材料最基本的力学性能指标,而高温环境会显著影响高分子材料的分子链运动,从而导致其拉伸强度、模量及断裂伸长率等关键参数发生变化。
因此,在模拟的实际工作温度下进行拉伸试验,对于评价材料在高温环境下的适用性和寿命至关重要。本文科准测控小编将依据相关国际与国家标-准,详细阐述改性塑料高温拉伸试验的原理、检测标准、所需仪器及详细操作流程,为相关领域的质量控制与研发工作提供参考。
一、 试验原理
高温拉伸试验的基本原理是:将规定形状和尺寸的试样置于可控制温度的恒温环境中,使其充分受热并达到热平衡后,通过万能材料试验机对其施加轴向拉伸载荷。拉伸过程中,载荷以恒定的速率(试验速度)增加,直至试样断裂。
二、 检测标准
GB/T 1040.1-2018 《塑料 拉伸性能的测定 第1部分:总则》
GB/T 1447-2005 《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》
ISO 527-1:2019
ISO 527-2:2012
注: 您提到的GB/T 1041.1是压缩性能测定标准,对于拉伸试验,应更正为GB/T 1040.1。试验将综合以上标准的要求,特别是针对纤维增强塑料的试样制备、状态调节和测试方法。
三、 检测设备
1、万能材料试验机(搭配高低温箱)
2、楔形夹具
3、试验条件
样品名称:碳纤维增强尼龙
试验类型:拉伸
试验速度:5mm/min
试验温度:120℃
四、 试验流程
步骤一:试样制备
按照GB/T 1040.1或ISO 527-2标准的规定,使用注塑或机械加工方法制备成标准的I型(哑铃型)试样。
用游标卡尺精确测量试样标距内的宽度和厚度,至少测量三点取平均值,用于计算横截面积。
步骤二:设备准备
开启万能材料试验机和高低温箱,预热设备至稳定状态。
根据标准要求及测试需求,在高低温箱控制面板上设定目标试验温度(例如:120°C、150°C等)。
在试验机软件中创建新测试方法,设置以下关键参数:
试验类型:拉伸
试验速度:5 mm/min
输入试样的尺寸信息。
设定必要的安全限位和断裂判据。
步骤三:装夹试样
将楔形夹具安装到试验机的上下横梁上。
先将试样一端插入上夹具,并适度拧紧。
手动或通过设备控制,移动横梁使试样另一端插入下夹具,并确保试样轴向对中。
均匀用力拧紧上下夹具,防止试样受力不均。
步骤四:升温与保温
关闭高低温箱箱门。
启动加热程序,使箱内温度平稳上升至预设的试验温度。
温度达到后,开始计时。根据标准规定和试样厚度,进行充分保温(通常为15-20分钟),以确保试样整体温度均匀并达到设定值。
步骤五:进行测试
保温结束后,在试验机软件中启动测试程序。
试验机将以设定的5 mm/min速度自动对试样施加拉伸力,同时持续记录力值和位移(或引申计测量的应变)数据。
观察测试过程,直至试样wan全断裂。
步骤六:数据采集与结果分析
试验结束后,软件会自动生成力-位移曲线,并计算出:
拉伸强度
断裂伸长率
拉伸弹性模量(若使用引申计)
取出断裂的试样,记录其断裂位置和形貌。
重复上述步骤,完成一组有效试样(通常为5个以上)的测试。
软件自动统计并输出该组试样的平均值、标准偏差等统计结果。
步骤七:关机与整理
测试全部完成后,关闭加热系统,让高低温箱自然冷却。
关闭试验机电源。
清理夹具和试验箱内的试样碎屑。
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