范圍:
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在標(biāo)準(zhǔn)條件下測定塑料壓縮性能的方法。規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)試樣,但其長度可以調(diào)整,以防止其壓縮翹曲而影響試驗(yàn)結(jié)果,以及試驗(yàn)速度的范圍。
本標(biāo)準(zhǔn)用于研究試樣的壓縮行為并用來測定在標(biāo)準(zhǔn)條件下壓縮應(yīng)力-應(yīng)變與壓縮強(qiáng)度、壓縮模量及其他特性的關(guān)系。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于下述材料:
1、硬質(zhì)和半硬質(zhì)熱塑性模塑和擠塑材料,包括用短纖維、小條、小片或顆粒填充的增強(qiáng)復(fù)合材料以及未填充的復(fù)合材料或半硬質(zhì)的熱塑性片材;
2、硬質(zhì)或半硬質(zhì)的熱固性模塑材料,包括填充或增強(qiáng)的復(fù)合材料,硬質(zhì)或半硬質(zhì)的熱固性片材;
3、熱致液晶聚合物。
按照ISO 10350-1:1998與GB/T 19467.2-2004,本標(biāo)準(zhǔn)適用于加工前纖維長度≤7.5mm的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
本標(biāo)準(zhǔn)一般不適用于紡織纖維增強(qiáng)的復(fù)合塑料和層壓材料、硬質(zhì)泡沫材料和含有泡沫材料或泡沫橡膠的夾層結(jié)構(gòu)的材料。
試驗(yàn)原理:
沿著試樣主軸方向,以恒定的速度壓縮試樣,直至試樣發(fā)生破壞或達(dá)到某一負(fù)荷或試樣長度的減少值達(dá)到預(yù)定值。測定試樣在此過程的負(fù)荷。
設(shè)備:
試驗(yàn)機(jī)
概述
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)負(fù)荷GB/T 17200-1997的規(guī)定同時(shí)還應(yīng)滿足試驗(yàn)速度、壓縮器具等方面的要求。
試驗(yàn)速度
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能保持表1規(guī)定的試驗(yàn)速度。若采用其他速度,在速度低于20mm/min時(shí),試驗(yàn)機(jī)的速度公差應(yīng)在±20%之內(nèi);而速度大于20mm/min時(shí),公差應(yīng)在±10%之內(nèi)。
表1 推薦的試驗(yàn)速度
壓縮器具:
對試樣施加變形負(fù)荷的兩塊硬化鋼制壓縮板應(yīng)能對試樣軸向加荷,與軸向偏差在1:1000之內(nèi),同時(shí)通過拋光的壓板表面?zhèn)?/span>遞負(fù)荷,這些板面的平整度在0.025mm以內(nèi),兩板彼此平行且垂直于加荷軸。
注:需要時(shí)可使用自對中設(shè)備。
負(fù)荷指示器:
負(fù)荷指示器應(yīng)配有一種能指示試樣承受總壓縮力的裝置,該裝置在規(guī)定的試驗(yàn)速度下基本上無慣性滯后,所指示的總值精度應(yīng)為示值的至少±1%以內(nèi)。
應(yīng)變儀:
應(yīng)變儀用于測定試樣相應(yīng)部分長度的變化。如果測定壓縮應(yīng)變,那么這個(gè)長度為標(biāo)距,另外,對于標(biāo)稱壓縮應(yīng)變,此長度即為壓縮器具兩個(gè)接觸表面間的距離。最好能自動(dòng)的記錄此距離。
測量試樣尺寸的裝置:
1.硬質(zhì)材料
用測微計(jì)或等效的儀器測量試樣厚度、寬度和長度,精確至0.01mm。試樣測量臺的尺寸和形狀應(yīng)適宜,同時(shí)所受力不能改變試樣的尺寸。
2.半硬質(zhì)材料
用帶有能對試樣施加(20±3)Kpa壓力的平面圓形壓腳測微計(jì)或等效的儀器測量試樣厚度,精確至0.01mm。
試樣形狀和尺寸:
試樣應(yīng)為棱柱、圓柱或管狀。試樣的尺寸應(yīng)滿足下面的不等式:
e≤0.4x²/l²
式中:e——試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的最大壓縮標(biāo)稱應(yīng)變,以比值表示;
x——取決于試樣的形狀,圓柱的直徑、管的外徑或棱柱的厚度(橫截面積的最小側(cè));
l——平行于壓縮力軸測量試樣厚度。
注:為了測量,推薦的比值x/l>0.08。
試樣制備:
模塑和擠塑料
應(yīng)該按照相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)制備試樣。有關(guān)各方另有協(xié)定外,試樣應(yīng)按GB/T 9352-2008、GB/T 17037.1-1997、GB/T 5471-2008或ISO 10724-1:1998材料直接模塑或直接注塑。
片材
試樣應(yīng)按ISO 2818:1994規(guī)定的方法由片材機(jī)加工而成。
機(jī)加工
所有的機(jī)加工操作應(yīng)仔細(xì)的進(jìn)行,以產(chǎn)生光滑的表面。特別要注意機(jī)加工使試樣的端面平整光滑、邊緣銳利清晰,端面垂直于試樣的縱軸,其垂直度在0.025mm以內(nèi)。
試樣
試樣應(yīng)無翹曲,表面和邊緣無劃傷、麻點(diǎn)、縮痕、飛邊或其他會影響結(jié)果的可見缺陷。朝向壓板的兩個(gè)表面應(yīng)平行并與縱軸成直角。
借助直尺、規(guī)尺和平板,用目視檢查試樣是否符合這些要求,并用螺旋測微計(jì)進(jìn)行測量。
試驗(yàn)前,應(yīng)剔除測量或觀察到一個(gè)或多個(gè)不符合上述要求的試樣,或?qū)⑵浼庸さ胶线m的尺寸和形狀。
每一樣品至少試驗(yàn)5個(gè)試樣。
試驗(yàn)步驟:
1.試驗(yàn)環(huán)境
應(yīng)選擇GB/T2918-1998規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境之一進(jìn)行試驗(yàn),最好與狀態(tài)調(diào)節(jié)使用的環(huán)境相同。
2.試樣尺寸的測量
沿著試樣的長度測量其寬度、厚度和直徑三點(diǎn),并計(jì)算橫截面積的平均值。測量每個(gè)試樣的長度應(yīng)準(zhǔn)確至1%。
3.裝樣
把試樣放在兩壓板之間,使試樣中心線與兩壓板中心連線一致,應(yīng)保證試樣的兩個(gè)端面與壓板平行。調(diào)整試驗(yàn)機(jī)使試樣端面剛好與壓板接觸。
在壓縮過程中,試樣端面可能沿著壓板滑動(dòng),其滑動(dòng)的變化程度取決于試樣與壓板的表面結(jié)構(gòu),這將導(dǎo)致不同程度的變形,影響測量的結(jié)果。材料的硬度越小,這種影響越明顯。
4.預(yù)負(fù)荷
試驗(yàn)前試樣基本上不應(yīng)加負(fù)荷,但是為避免應(yīng)力-應(yīng)變曲線起始部分出現(xiàn)彎曲區(qū)域,這樣的負(fù)荷是必須的。
5.試驗(yàn)速度
1mm/min,用于模量的測量;
1mm/min,用于屈服前就破壞的材料強(qiáng)度測量;
5mm/min,用于具有屈服的材料的強(qiáng)度測量。
6.數(shù)據(jù)的記錄
在試驗(yàn)過程中,測定試樣的力和相應(yīng)的壓縮量,最好使用自動(dòng)記錄系統(tǒng)獲得一條完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線系統(tǒng)。
試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和表示(具體計(jì)算方法及公式如圖2)
1.應(yīng)力
2.應(yīng)變
3.壓縮模量
4.統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)
5.有效數(shù)字
圖2:具體計(jì)算方法及公式
試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含下列內(nèi)容(如下圖):