影響塑料拉伸檢測實驗的因素
作(zuo)者:
來源:www.kztest.com.cn
發布時間:
拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗是指(zhi)在(zai)承受(shou)軸向拉伸(shen)(shen)載荷下測定(ding)(ding)材(cai)(cai)料(liao)特性(xing)的(de)試(shi)(shi)(shi)驗方法。利(li)用拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗得到的(de)數據(ju)可以確定(ding)(ding)材(cai)(cai)料(liao)的(de)彈(dan)性(xing)極限(xian)、伸(shen)(shen)長率、彈(dan)性(xing)模(mo)量、比例極限(xian)、面(mian)(mian)積(ji)縮(suo)減(jian)量、拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)、屈服(fu)點、屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)和其它(ta)(ta)拉伸(shen)(shen)性(xing)能指(zhi)標。從高(gao)溫(wen)下進(jin)行(xing)的(de)拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗可以得到蠕變(bian)數據(ju)。拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗是常用的(de)一(yi)項力(li)(li)學試(shi)(shi)(shi)驗。它(ta)(ta)是在(zai)規(gui)定(ding)(ding)的(de)試(shi)(shi)(shi)驗溫(wen)度(du)(du)、濕(shi)度(du)(du)和試(shi)(shi)(shi)驗速度(du)(du)下,在(zai)試(shi)(shi)(shi)樣(通(tong)常為啞(ya)鈴型試(shi)(shi)(shi)樣)上沿縱軸向施加拉伸(shen)(shen)負荷,測定(ding)(ding)試(shi)(shi)(shi)樣破壞時的(de)載荷,用載荷除以試(shi)(shi)(shi)樣的(de)橫截面(mian)(mian)積(ji)即(ji)為拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)。也(ye)就(jiu)是說(shuo)單位面(mian)(mian)積(ji)所能承受(shou)的(de)負荷即(ji)為拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)。它(ta)(ta)是衡量塑料(liao)力(li)(li)學性(xing)能的(de)一(yi)項重(zhong)要(yao)指(zhi)標。不同(tong)的(de)塑料(liao)其力(li)(li)學性(xing)能是不同(tong)的(de),同(tong)種塑料(liao)不同(tong)牌號的(de)塑料(liao)其力(li)(li)學性(xing)能也(ye)有很大差別(bie),一(yi)般來說(shuo)同(tong)種塑料(liao)分(fen)子量越(yue)高(gao)拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)越(yue)好。大部分(fen)塑料(liao)制(zhi)品的(de)標準中(zhong)都規(gui)定(ding)(ding)了拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)要(yao)求(qiu),如塑料(liao)薄膜、塑料(liao)管材(cai)(cai)、塑料(liao)型材(cai)(cai)、塑料(liao)編織袋、塑料(liao)繩索等。拉伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)較(jiao)高(gao)的(de)塑料(liao)主(zhu)要(yao)有聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)、氟(fu)塑料(liao)、聚(ju)(ju)砜(feng)、聚(ju)(ju)芳砜(feng)、聚(ju)(ju)醚砜(feng)、聚(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)等,主(zhu)要(yao)用來制(zhi)造強(qiang)度(du)(du)較(jiao)高(gao)的(de)工業配(pei)件等。
強(qiang)度(du)有兩種(zhong):一種(zhong)是產生塑(su)性變形時的(de)(de)應(ying)(ying)力(li),一種(zhong)是被(bei)破壞時的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。前者叫屈服(fu)強(qiang)度(du),后者叫極限強(qiang)度(du)。拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)和彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du)的(de)(de)區別在于(yu)受(shou)力(li)情況(kuang)不(bu)同,拉(la)(la)伸(shen)(shen)是受(shou)拉(la)(la)伸(shen)(shen)力(li),彎(wan)(wan)曲是受(shou)彎(wan)(wan)曲力(li)。材(cai)料(liao)的(de)(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)和彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du)是不(bu)相(xiang)等(deng)的(de)(de)。塑(su)性材(cai)料(liao)拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)大(da)于(yu)彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du),脆性材(cai)料(liao)二者相(xiang)差不(bu)多。
一、試驗環境對塑料拉伸檢測的影響
影(ying)響(xiang)塑料(liao)(liao)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)試驗(yan)機試驗(yan)數據的(de)因素(su)有許多:如振動、溫度(du)(du)、濕度(du)(du)、人員等,其中(zhong)最主要的(de)因素(su)是溫度(du)(du)和濕度(du)(du)。GB/T1040中(zhong)規定,實驗(yan)室環境溫度(du)(du)為(23±2)℃,相(xiang)對濕度(du)(du)為(50±10)%。熱塑性(xing)(xing)塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能測(ce)(ce)試受溫度(du)(du)的(de)影(ying)響(xiang)比(bi)較大(da)(da),往(wang)往(wang)溫度(du)(du)偏高,拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)偏低(di),伸(shen)(shen)(shen)(shen)長率(lv)偏大(da)(da),反之(zhi)則相(xiang)反。伴隨著溫度(du)(du)的(de)逐(zhu)漸(jian)(jian)上升,熱塑性(xing)(xing)塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能也將(jiang)逐(zhu)漸(jian)(jian)由硬脆向(xiang)粘(zhan)強(qiang)轉變(bian),拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)和拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)彈性(xing)(xing)模量隨之(zhi)變(bian)小,而(er)斷裂伸(shen)(shen)(shen)(shen)長率(lv)將(jiang)同步變(bian)大(da)(da)。實驗(yan)相(xiang)對濕度(du)(du)一般對吸(xi)水率(lv)比(bi)較大(da)(da)的(de)塑料(liao)(liao)影(ying)響(xiang)較大(da)(da)。一部(bu)分(fen)塑料(liao)(liao)吸(xi)水率(lv)增大(da)(da)以后,水分(fen)子在塑料(liao)(liao)中(zhong)起到(dao)了偶聯劑(ji)和增韌劑(ji)的(de)作用,從而(er)影(ying)響(xiang)該塑料(liao)(liao)的(de)剛(gang)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。通過(guo)以上實踐(jian)可見,塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能測(ce)(ce)試必須在恒溫恒濕條件下進行。
二、塑料拉伸拉力機對塑料拉伸檢測的影響
塑料(liao)拉伸拉力機是專門用于材料力學性能測試的儀器。市場上銷售主要適用于塑料板材、管材、異型材,塑料薄膜及橡膠、電線電纜、防水卷材、金屬絲等材料的各種物理機械性能測試。拉力機用來對金屬材料和非金屬材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學性能試驗用的機械加力,拉力機夾具作為儀器的重要組成部分,不同的材料需要不同的夾具。這也是試驗能否順利進行及試驗數據準確度高低的一個重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗中,拉伸試驗是利用塑料拉伸試驗機、采用標準中規定的試樣,在規定的標準狀態下測定材料的拉伸力、拉伸強度、斷裂伸長率、斷裂強度等參數。測力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數據采集頻率等是材料試驗機影響拉伸試驗數據的主要因素。測力傳感器是材料試驗機的核心部件,它的精度直接影響到試驗數據和偏差大小。拉伸速度要求平穩均勻,速度偏高或偏低都會影響拉伸結果。在試驗過程中,試驗機夾具分離速度,以mm/mino為單位。夾具的設計主要是手動和氣動兩種。試驗機的同軸度不好,拉伸位移偏大,拉伸強度有時將受到影響,結果偏小。試驗數據采集的頻率也要適中,否則將影響到試驗數據,峰值偏小。
三、試樣的制備與處理對塑料拉伸檢測的影響
在(zai)(zai)做各種(zhong)(zhong)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時,都要(yao)(yao)按標(biao)準(zhun)(zhun)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(依(yi)據(ju)GB/T1040與受試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang))。制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)方(fang)式有(you)(you)兩種(zhong)(zhong):一是用(yong)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),另(ling)一種(zhong)(zhong)是從制(zhi)(zhi)品上直(zhi)接取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。用(yong)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)有(you)(you)幾種(zhong)(zhong)方(fang)法,包括模壓(ya)(ya)型(xing)(xing)、注塑(su)(su)(su)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、壓(ya)(ya)延成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或吹膜成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)等(deng)(deng),每種(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)過(guo)(guo)(guo)程都有(you)(you)符(fu)合相(xiang)(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)。但(dan)不(bu)同(tong)方(fang)法制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)不(bu)具備可比性。同(tong)一種(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)方(fang)法,要(yao)(yao)求工(gong)藝(yi)參數(shu)(如模具結(jie)構(gou)(gou)、成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)溫度(du)(du)(du)(du)、成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)壓(ya)(ya)力(li)、冷卻速(su)度(du)(du)(du)(du)等(deng)(deng))和(he)工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)(guo)程也(ye)要(yao)(yao)相(xiang)(xiang)同(tong),否(fou)則塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過(guo)(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀結(jie)構(gou)(gou)如結(jie)晶度(du)(du)(du)(du)、分(fen)子取(qu)(qu)向等(deng)(deng)將有(you)(you)較大(da)變(bian)(bian)化,直(zhi)接影響(xiang)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)。塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)吹成(cheng)(cheng)膜后,再用(yong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)機和(he)標(biao)準(zhun)(zhun)切刀(dao)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)標(biao)準(zhun)(zhun)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)切刀(dao)要(yao)(yao)規(gui)(gui)范(fan)鋒利,否(fou)則試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)會有(you)(you)毛邊或劃損等(deng)(deng)缺陷。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)及寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)對結(jie)果(guo)影響(xiang)很大(da),同(tong)一種(zhong)(zhong)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)若試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)不(bu)同(tong),其(qi)拉伸強度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)將有(you)(you)一定(ding)差異。所以(yi)在(zai)(zai)加(jia)工(gong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、測(ce)量試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)尺寸(cun)時,特別要(yao)(yao)注意被測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)和(he)公差是否(fou)在(zai)(zai)標(biao)準(zhun)(zhun)所規(gui)(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內,試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)規(gui)(gui)格要(yao)(yao)一致。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)不(bu)同(tong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)也(ye)不(bu)同(tong),厚(hou)度(du)(du)(du)(du)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),一般試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)偏小(xiao)。也(ye)就(jiu)是說試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)越厚(hou)存(cun)(cun)在(zai)(zai)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)概率越高。從塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)品上直(zhi)接取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)時,取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)位(wei)置要(yao)(yao)具有(you)(you)代表性,取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)時要(yao)(yao)遠離(li)邊緣和(he)轉角(jiao)部(bu)位(wei),并變(bian)(bian)換不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)(du)(du)和(he)更換不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置。注射模塑(su)(su)(su)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)往(wang)往(wang)后收縮較大(da),被測(ce)部(bu)位(wei)若出(chu)現(xian)輕微(wei)縮痕(hen)影響(xiang)平整(zheng)度(du)(du)(du)(du)要(yao)(yao)注意多測(ce)幾點(dian),以(yi)得出(chu)其(qi)真實(shi)尺寸(cun)。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)制(zhi)(zhi)備好(hao)后,要(yao)(yao)在(zai)(zai)恒(heng)溫性濕(shi)條(tiao)件下放置處理,執行GB/T1040標(biao)準(zhun)(zhun)。在(zai)(zai)放置過(guo)(guo)(guo)程中,將引起分(fen)子量、分(fen)子構(gou)(gou)型(xing)(xing)、物(wu)理狀態的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化,并能消(xiao)除試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)內存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余應力(li)。
四、檢測操作過程對塑料拉伸檢測的影響
在對塑(su)料使用塑(su)料拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗機做(zuo)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)檢測試(shi)(shi)(shi)驗時(shi),拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)變化(hua),其力學行(xing)為也將發生改(gai)變。一(yi)般情況下,拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)快應力和(he)(he)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)增(zeng)大(da),而斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率將減小(xiao)(xiao)。因為塑(su)料屬于粘彈性材料,它的力松弛過(guo)程與(yu)變形速(su)度(du)(du)緊密相(xiang)關。應力松弛需(xu)要一(yi)個時(shi)間(jian)過(guo)程,當低速(su)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)時(shi),分(fen)子鏈來得及位移、重(zhong)排,塑(su)料呈(cheng)現(xian)韌性行(xing)為,表現(xian)為拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)減小(xiao)(xiao),斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率增(zeng)大(da);高速(su)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)時(shi),分(fen)子鏈段的運動(dong)跟不(bu)上外力作用的速(su)度(du)(du),塑(su)料呈(cheng)現(xian)脆性行(xing)為,表現(xian)為拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)增(zeng)大(da),斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率減小(xiao)(xiao)。只有拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)相(xiang)同時(shi),試(shi)(shi)(shi)驗數據才具有可比性。對不(bu)熟悉的材料,正(zheng)式(shi)測試(shi)(shi)(shi)之(zhi)前要進行(xing)預(yu)測,以預(yu)知合適(shi)的負荷(he)和(he)(he)速(su)度(du)(du)等,為正(zheng)式(shi)測試(shi)(shi)(shi)做(zuo)好準備。
五、數據處理對塑料拉伸檢測的影響
數據(ju)處(chu)理是(shi)整個試(shi)(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)環節,因此與試(shi)(shi)驗(yan)結果的(de)(de)(de)(de)精確(que)程(cheng)度有著密切的(de)(de)(de)(de)關系。現在的(de)(de)(de)(de)材料試(shi)(shi)驗(yan)機多數由計(ji)算(suan)機控(kong)制,數據(ju)處(chu)理已程(cheng)序化(hua),但是(shi)有些(xie)數據(ju)還是(shi)依靠人為(wei)測試(shi)(shi)和計(ji)算(suan)。如(ru)試(shi)(shi)樣尺(chi)寸、位移變化(hua)、伸長率(lv)計(ji)算(suan)等。數據(ju)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理采取四舍五(wu)入(ru)的(de)(de)(de)(de)原則(ze),要(yao)(yao)以測量誤差為(wei)依據(ju),將測試(shi)(shi)得到的(de)(de)(de)(de)或計(ji)算(suan)得到的(de)(de)(de)(de)數據(ju)截(jie)取成所(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)位數,對舍去(qu)的(de)(de)(de)(de)位數按四舍五(wu)入(ru)處(chu)理(或省略掉(diao))。
六、人員操作對塑料拉伸檢測的影響
試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)整(zheng)個過(guo)程(cheng)都是在人(ren)的(de)(de)操作和控(kong)制(zhi)下進行的(de)(de),人(ren)為因(yin)素不可避免(mian)地會影響到(dao)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)(jie)果。即便是精細(xi)認真有實驗(yan)(yan)(yan)經驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)人(ren)做(zuo)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),每(mei)次試(shi)驗(yan)(yan)(yan)數據也都不會完全一(yi)(yi)致。人(ren)為因(yin)素涉及到(dao)取樣、制(zhi)樣過(guo)程(cheng),試(shi)樣的(de)(de)處理(li),試(shi)驗(yan)(yan)(yan)過(guo)程(cheng),數據處理(li)等。做(zuo)對比(bi)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),最好同(tong)一(yi)(yi)人(ren)員(yuan)操作,以保證得(de)出正確的(de)(de)結(jie)(jie)論。
通過上述分(fen)析,從試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)角度(du)(du)闡(chan)明,影響(xiang)塑(su)料(liao)拉伸(shen)檢測(ce)結果(guo)的(de)(de)因(yin)素有(you)(you)許多,除內(nei)在(zai)因(yin)素外,還有(you)(you)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)環境、試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)儀器(qi)、試(shi)(shi)樣制備與處(chu)理(li)、操(cao)作過程、數(shu)據處(chu)理(li)、人員操(cao)作等外部因(yin)素。這些(xie)外部因(yin)素有(you)(you)些(xie)屬客(ke)觀方(fang)(fang)面,如溫度(du)(du)、濕度(du)(du)等,有(you)(you)些(xie)屬主觀方(fang)(fang)面,如人員操(cao)作等,這些(xie)因(yin)素最終將影響(xiang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果(guo)。對(dui)同(tong)一種塑(su)料(liao)進行(xing)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),有(you)(you)可(ke)能得(de)出不盡相(xiang)同(tong)的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)和檢測(ce)結果(guo),要充分(fen)考慮并嚴(yan)格控制與試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據準確程度(du)(du)有(you)(you)關的(de)(de)外部因(yin)素,特別(bie)是主觀方(fang)(fang)面的(de)(de)外部因(yin)素,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據才具(ju)有(you)(you)可(ke)比性、一致(zhi)性和準確性。因(yin)此,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)人員必須具(ju)有(you)(you)高(gao)度(du)(du)的(de)(de)責任心,嚴(yan)格執行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)標準和操(cao)作規程,日(ri)常加強對(dui)塑(su)料(liao)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)機等設備要注(zhu)意(yi)保養、運轉和自校,以保證實(shi)驗(yan)(yan)(yan)時處(chu)于良好狀態,才能獲得(de)準確的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據。
常(chang)見的測試標準:
ASTME8/E8M-13a
ASTMA370-12
ENISO6892-1:2009
強(qiang)度(du)有兩種(zhong):一種(zhong)是產生塑(su)性變形時的(de)(de)應(ying)(ying)力(li),一種(zhong)是被(bei)破壞時的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。前者叫屈服(fu)強(qiang)度(du),后者叫極限強(qiang)度(du)。拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)和彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du)的(de)(de)區別在于(yu)受(shou)力(li)情況(kuang)不(bu)同,拉(la)(la)伸(shen)(shen)是受(shou)拉(la)(la)伸(shen)(shen)力(li),彎(wan)(wan)曲是受(shou)彎(wan)(wan)曲力(li)。材(cai)料(liao)的(de)(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)和彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du)是不(bu)相(xiang)等(deng)的(de)(de)。塑(su)性材(cai)料(liao)拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)大(da)于(yu)彎(wan)(wan)曲強(qiang)度(du),脆性材(cai)料(liao)二者相(xiang)差不(bu)多。
一、試驗環境對塑料拉伸檢測的影響
影(ying)響(xiang)塑料(liao)(liao)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)試驗(yan)機試驗(yan)數據的(de)因素(su)有許多:如振動、溫度(du)(du)、濕度(du)(du)、人員等,其中(zhong)最主要的(de)因素(su)是溫度(du)(du)和濕度(du)(du)。GB/T1040中(zhong)規定,實驗(yan)室環境溫度(du)(du)為(23±2)℃,相(xiang)對濕度(du)(du)為(50±10)%。熱塑性(xing)(xing)塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能測(ce)(ce)試受溫度(du)(du)的(de)影(ying)響(xiang)比(bi)較大(da)(da),往(wang)往(wang)溫度(du)(du)偏高,拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)偏低(di),伸(shen)(shen)(shen)(shen)長率(lv)偏大(da)(da),反之(zhi)則相(xiang)反。伴隨著溫度(du)(du)的(de)逐(zhu)漸(jian)(jian)上升,熱塑性(xing)(xing)塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能也將(jiang)逐(zhu)漸(jian)(jian)由硬脆向(xiang)粘(zhan)強(qiang)轉變(bian),拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)和拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)彈性(xing)(xing)模量隨之(zhi)變(bian)小,而(er)斷裂伸(shen)(shen)(shen)(shen)長率(lv)將(jiang)同步變(bian)大(da)(da)。實驗(yan)相(xiang)對濕度(du)(du)一般對吸(xi)水率(lv)比(bi)較大(da)(da)的(de)塑料(liao)(liao)影(ying)響(xiang)較大(da)(da)。一部(bu)分(fen)塑料(liao)(liao)吸(xi)水率(lv)增大(da)(da)以后,水分(fen)子在塑料(liao)(liao)中(zhong)起到(dao)了偶聯劑(ji)和增韌劑(ji)的(de)作用,從而(er)影(ying)響(xiang)該塑料(liao)(liao)的(de)剛(gang)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。通過(guo)以上實踐(jian)可見,塑料(liao)(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)能測(ce)(ce)試必須在恒溫恒濕條件下進行。
二、塑料拉伸拉力機對塑料拉伸檢測的影響
塑料(liao)拉伸拉力機是專門用于材料力學性能測試的儀器。市場上銷售主要適用于塑料板材、管材、異型材,塑料薄膜及橡膠、電線電纜、防水卷材、金屬絲等材料的各種物理機械性能測試。拉力機用來對金屬材料和非金屬材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學性能試驗用的機械加力,拉力機夾具作為儀器的重要組成部分,不同的材料需要不同的夾具。這也是試驗能否順利進行及試驗數據準確度高低的一個重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗中,拉伸試驗是利用塑料拉伸試驗機、采用標準中規定的試樣,在規定的標準狀態下測定材料的拉伸力、拉伸強度、斷裂伸長率、斷裂強度等參數。測力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數據采集頻率等是材料試驗機影響拉伸試驗數據的主要因素。測力傳感器是材料試驗機的核心部件,它的精度直接影響到試驗數據和偏差大小。拉伸速度要求平穩均勻,速度偏高或偏低都會影響拉伸結果。在試驗過程中,試驗機夾具分離速度,以mm/mino為單位。夾具的設計主要是手動和氣動兩種。試驗機的同軸度不好,拉伸位移偏大,拉伸強度有時將受到影響,結果偏小。試驗數據采集的頻率也要適中,否則將影響到試驗數據,峰值偏小。
三、試樣的制備與處理對塑料拉伸檢測的影響
在(zai)(zai)做各種(zhong)(zhong)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時,都要(yao)(yao)按標(biao)準(zhun)(zhun)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(依(yi)據(ju)GB/T1040與受試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang))。制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)方(fang)式有(you)(you)兩種(zhong)(zhong):一是用(yong)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),另(ling)一種(zhong)(zhong)是從制(zhi)(zhi)品上直(zhi)接取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。用(yong)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)有(you)(you)幾種(zhong)(zhong)方(fang)法,包括模壓(ya)(ya)型(xing)(xing)、注塑(su)(su)(su)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、壓(ya)(ya)延成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或吹膜成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)等(deng)(deng),每種(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)過(guo)(guo)(guo)程都有(you)(you)符(fu)合相(xiang)(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)。但(dan)不(bu)同(tong)方(fang)法制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)不(bu)具備可比性。同(tong)一種(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)方(fang)法,要(yao)(yao)求工(gong)藝(yi)參數(shu)(如模具結(jie)構(gou)(gou)、成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)溫度(du)(du)(du)(du)、成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)壓(ya)(ya)力(li)、冷卻速(su)度(du)(du)(du)(du)等(deng)(deng))和(he)工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)(guo)程也(ye)要(yao)(yao)相(xiang)(xiang)同(tong),否(fou)則塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過(guo)(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀結(jie)構(gou)(gou)如結(jie)晶度(du)(du)(du)(du)、分(fen)子取(qu)(qu)向等(deng)(deng)將有(you)(you)較大(da)變(bian)(bian)化,直(zhi)接影響(xiang)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)。塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)吹成(cheng)(cheng)膜后,再用(yong)制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)機和(he)標(biao)準(zhun)(zhun)切刀(dao)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)標(biao)準(zhun)(zhun)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。制(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)切刀(dao)要(yao)(yao)規(gui)(gui)范(fan)鋒利,否(fou)則試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)會有(you)(you)毛邊或劃損等(deng)(deng)缺陷。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)及寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)對結(jie)果(guo)影響(xiang)很大(da),同(tong)一種(zhong)(zhong)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)若試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)不(bu)同(tong),其(qi)拉伸強度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)將有(you)(you)一定(ding)差異。所以(yi)在(zai)(zai)加(jia)工(gong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、測(ce)量試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)尺寸(cun)時,特別要(yao)(yao)注意被測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)和(he)公差是否(fou)在(zai)(zai)標(biao)準(zhun)(zhun)所規(gui)(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內,試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)規(gui)(gui)格要(yao)(yao)一致。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)不(bu)同(tong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)也(ye)不(bu)同(tong),厚(hou)度(du)(du)(du)(du)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),一般試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據(ju)偏小(xiao)。也(ye)就(jiu)是說試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)越厚(hou)存(cun)(cun)在(zai)(zai)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)概率越高。從塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)(zhi)品上直(zhi)接取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)時,取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)位(wei)置要(yao)(yao)具有(you)(you)代表性,取(qu)(qu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)時要(yao)(yao)遠離(li)邊緣和(he)轉角(jiao)部(bu)位(wei),并變(bian)(bian)換不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)(du)(du)和(he)更換不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置。注射模塑(su)(su)(su)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)往(wang)往(wang)后收縮較大(da),被測(ce)部(bu)位(wei)若出(chu)現(xian)輕微(wei)縮痕(hen)影響(xiang)平整(zheng)度(du)(du)(du)(du)要(yao)(yao)注意多測(ce)幾點(dian),以(yi)得出(chu)其(qi)真實(shi)尺寸(cun)。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)制(zhi)(zhi)備好(hao)后,要(yao)(yao)在(zai)(zai)恒(heng)溫性濕(shi)條(tiao)件下放置處理,執行GB/T1040標(biao)準(zhun)(zhun)。在(zai)(zai)放置過(guo)(guo)(guo)程中,將引起分(fen)子量、分(fen)子構(gou)(gou)型(xing)(xing)、物(wu)理狀態的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化,并能消(xiao)除試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)內存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余應力(li)。
四、檢測操作過程對塑料拉伸檢測的影響
在對塑(su)料使用塑(su)料拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗機做(zuo)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)檢測試(shi)(shi)(shi)驗時(shi),拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)變化(hua),其力學行(xing)為也將發生改(gai)變。一(yi)般情況下,拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)快應力和(he)(he)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)增(zeng)大(da),而斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率將減小(xiao)(xiao)。因為塑(su)料屬于粘彈性材料,它的力松弛過(guo)程與(yu)變形速(su)度(du)(du)緊密相(xiang)關。應力松弛需(xu)要一(yi)個時(shi)間(jian)過(guo)程,當低速(su)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)時(shi),分(fen)子鏈來得及位移、重(zhong)排,塑(su)料呈(cheng)現(xian)韌性行(xing)為,表現(xian)為拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)減小(xiao)(xiao),斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率增(zeng)大(da);高速(su)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)時(shi),分(fen)子鏈段的運動(dong)跟不(bu)上外力作用的速(su)度(du)(du),塑(su)料呈(cheng)現(xian)脆性行(xing)為,表現(xian)為拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度(du)(du)增(zeng)大(da),斷裂伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率減小(xiao)(xiao)。只有拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)速(su)度(du)(du)相(xiang)同時(shi),試(shi)(shi)(shi)驗數據才具有可比性。對不(bu)熟悉的材料,正(zheng)式(shi)測試(shi)(shi)(shi)之(zhi)前要進行(xing)預(yu)測,以預(yu)知合適(shi)的負荷(he)和(he)(he)速(su)度(du)(du)等,為正(zheng)式(shi)測試(shi)(shi)(shi)做(zuo)好準備。
五、數據處理對塑料拉伸檢測的影響
數據(ju)處(chu)理是(shi)整個試(shi)(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)環節,因此與試(shi)(shi)驗(yan)結果的(de)(de)(de)(de)精確(que)程(cheng)度有著密切的(de)(de)(de)(de)關系。現在的(de)(de)(de)(de)材料試(shi)(shi)驗(yan)機多數由計(ji)算(suan)機控(kong)制,數據(ju)處(chu)理已程(cheng)序化(hua),但是(shi)有些(xie)數據(ju)還是(shi)依靠人為(wei)測試(shi)(shi)和計(ji)算(suan)。如(ru)試(shi)(shi)樣尺(chi)寸、位移變化(hua)、伸長率(lv)計(ji)算(suan)等。數據(ju)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理采取四舍五(wu)入(ru)的(de)(de)(de)(de)原則(ze),要(yao)(yao)以測量誤差為(wei)依據(ju),將測試(shi)(shi)得到的(de)(de)(de)(de)或計(ji)算(suan)得到的(de)(de)(de)(de)數據(ju)截(jie)取成所(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)位數,對舍去(qu)的(de)(de)(de)(de)位數按四舍五(wu)入(ru)處(chu)理(或省略掉(diao))。
六、人員操作對塑料拉伸檢測的影響
試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)整(zheng)個過(guo)程(cheng)都是在人(ren)的(de)(de)操作和控(kong)制(zhi)下進行的(de)(de),人(ren)為因(yin)素不可避免(mian)地會影響到(dao)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)(jie)果。即便是精細(xi)認真有實驗(yan)(yan)(yan)經驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)人(ren)做(zuo)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),每(mei)次試(shi)驗(yan)(yan)(yan)數據也都不會完全一(yi)(yi)致。人(ren)為因(yin)素涉及到(dao)取樣、制(zhi)樣過(guo)程(cheng),試(shi)樣的(de)(de)處理(li),試(shi)驗(yan)(yan)(yan)過(guo)程(cheng),數據處理(li)等。做(zuo)對比(bi)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),最好同(tong)一(yi)(yi)人(ren)員(yuan)操作,以保證得(de)出正確的(de)(de)結(jie)(jie)論。
通過上述分(fen)析,從試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)角度(du)(du)闡(chan)明,影響(xiang)塑(su)料(liao)拉伸(shen)檢測(ce)結果(guo)的(de)(de)因(yin)素有(you)(you)許多,除內(nei)在(zai)因(yin)素外,還有(you)(you)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)環境、試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)儀器(qi)、試(shi)(shi)樣制備與處(chu)理(li)、操(cao)作過程、數(shu)據處(chu)理(li)、人員操(cao)作等外部因(yin)素。這些(xie)外部因(yin)素有(you)(you)些(xie)屬客(ke)觀方(fang)(fang)面,如溫度(du)(du)、濕度(du)(du)等,有(you)(you)些(xie)屬主觀方(fang)(fang)面,如人員操(cao)作等,這些(xie)因(yin)素最終將影響(xiang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果(guo)。對(dui)同(tong)一種塑(su)料(liao)進行(xing)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),有(you)(you)可(ke)能得(de)出不盡相(xiang)同(tong)的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)和檢測(ce)結果(guo),要充分(fen)考慮并嚴(yan)格控制與試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據準確程度(du)(du)有(you)(you)關的(de)(de)外部因(yin)素,特別(bie)是主觀方(fang)(fang)面的(de)(de)外部因(yin)素,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據才具(ju)有(you)(you)可(ke)比性、一致(zhi)性和準確性。因(yin)此,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)人員必須具(ju)有(you)(you)高(gao)度(du)(du)的(de)(de)責任心,嚴(yan)格執行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)標準和操(cao)作規程,日(ri)常加強對(dui)塑(su)料(liao)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)機等設備要注(zhu)意(yi)保養、運轉和自校,以保證實(shi)驗(yan)(yan)(yan)時處(chu)于良好狀態,才能獲得(de)準確的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數(shu)據。
常(chang)見的測試標準:
ASTME8/E8M-13a
ASTMA370-12
ENISO6892-1:2009