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力學性能分析
力學性能分析

材料的力學性能是指材料在不同環境(溫度、介質、濕度)下,承受各種外加載荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、沖擊、交變應力等)時所表現出的力學特征。安捷文檢測所能進行的力學性能檢測主要包括玻璃化轉變溫度、蠕變、應力松弛、拉伸、彎曲、壓縮等。

玻璃化轉變溫度:玻璃化轉變是指無定型物質的玻璃態和液態之間的轉變。對于聚合物來說玻璃化轉變是非晶聚合物的玻璃態與高彈態之間的轉變。玻璃化轉變也發生于結晶聚合物的非晶區中。發生玻璃化轉變的溫度稱為玻璃化溫度,以Tg表示,是高聚物的特征溫度。它是非晶態熱塑性塑料使用溫度的上限,是橡膠使用溫度的下限。

應用:玻璃化轉變溫度是材料的一個重要特性參數,材料的許多特性都在玻璃化轉變溫度附近發生急劇的變化,因此測定玻璃化轉變溫度具有十分重要的意義。例如,以玻璃化溫度為界,高分子聚合物呈現不同的物理性質:在玻璃化溫度以下,高分子材料為塑料;在玻璃化溫度以上,高分子材料為橡膠。從工程應用角度而言,玻璃化溫度是工程塑料使用溫度的上限,是橡膠或彈性體的使用下限。

測定方法有:膨脹計法、折光率法、熱機械法(溫度-變形法)、DTA法(DSC)、動態力學性能分析(DMA)法、核磁共振法(NMR)等。

蠕變:材料的蠕變是指材料在高于一定的溫度下,即使受到小于屈服強度應力的作用也會隨著時間的增長而發生塑性變形的現象。它與塑性變形不同,塑性變形通常在應力超過彈性極限之后才出現,而蠕變只要應力的作用時間相當長,它在應力小于彈性極限施加的力時也能出現。蠕變機制有擴散和滑移兩種。蠕變在低溫下也會發生,但只有達到一定的溫度才能變得顯著,稱該溫度為蠕變溫度。

試驗設備:蠕變試驗機、萬能材料試驗機

應用范圍:測定各種金屬材料、非金屬材料的蠕變

應力松弛:在維持恒定變形的材料中,應力會隨時間的增長而減小,這種現象為應力松弛,它可理解為一種廣義的蠕變。

試驗設備:應力松弛測試儀

拉伸:拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。從高溫下進行的拉伸試驗可以得到蠕變數據。拉伸試驗是材料機械性能試驗的基本方法之一,主要用于檢驗材料是否符合規定的標準和研究材料的性能。

應用范圍:橡膠材料(膠管、輸送帶、密封件、輪胎、O型圈等橡膠制品)、塑料材料(薄膜、管材、防水卷材、尼龍制品、亞克力材料等塑料制品及材料)、金屬材料(鋼管、鋼板、不銹鋼、合金材料、金屬制品等)、建筑材料(板材、木材、混凝土、膠合板、玻璃、石墨制品等)、新型材料(石墨烯、納米材料等)

試驗設備:拉伸試驗機、萬能試驗機

彎曲:彎曲試驗是測定材料承受彎曲載荷時的力學特性的試驗,是材料機械性能試驗的基本方法之一。彎曲試驗主要用于測定脆性和低塑性材料的抗彎強度并能反映塑性指標的撓度。

應用范圍1可以用來檢測金屬及合金材料、非金屬材料、高分子材料等的抗彎強度:2可以用來檢測和比較表面熱處理層的質量和性;3可以用來檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能

試驗設備:萬能材料試驗機

壓縮: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。試樣破壞時的最大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。

試驗設備:壓縮試驗機、萬能材料試驗機

應用范圍:壓縮試驗主要適用于脆性材料,如鑄鐵、軸承合金和建筑材料等。對于塑性材料,無法測出壓縮強度極限,但可以測量出彈性模量、比例極限和屈服強度等。


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