GB/T1634塑料負(fù)荷變形溫度的測定
第1部分:通用試驗方法
1、維卡軟化點溫度測定儀范圍:
1.1 GB/T1634規(guī)定了測定塑料負(fù)荷(三點加荷下的彎曲應(yīng)力)變形溫度的方法,為適應(yīng)不同類型材料,規(guī)定了不同類型試樣和不同的恒定試驗負(fù)荷。
1.2 GB/T1634的本部分規(guī)定了通用試驗方法,第2部分對塑料、硬橡膠和長纖維增強復(fù)合材料規(guī)定了具體要求,第3部分對高強度熱固性層壓材料規(guī)定了具體要求。
1.3 所規(guī)定的方達(dá)適用于評價不同類型材料在負(fù)荷下,以規(guī)定的升溫速率升至高溫時的相對性能,所得結(jié)果不一定代表其可適用的*高溫度。因為實際使用時的主要因素如時間、負(fù)荷條件和標(biāo)稱表面應(yīng)力等,可能與本試驗條件不同。只有從室溫彎曲模量相同的材料得到的數(shù)據(jù),才有真正的可比性。
1.4 本方法規(guī)定了所用試樣的優(yōu)選尺寸,用不同尺寸或不同條件制備的試樣進(jìn)行試驗,可能得到不同的結(jié)果。因此,當(dāng)需要可重復(fù)的數(shù)據(jù)時,應(yīng)仔細(xì)控制和記錄樣品制備條件和試驗可變因素。
1.5 用所述試驗方法獲得的數(shù)據(jù)不能用于預(yù)測實際產(chǎn)品終使用時的行為,也不能用于設(shè)計、分析或預(yù)測材料在高溫時的耐用程度。
1.6 雖然GR/T 1634的第2部分允許使用兩種試樣放置方式,但平放方式是優(yōu)先選取的并子以推薦;而側(cè)立方式僅僅是備選的。在本標(biāo)準(zhǔn)下次修訂時,將*刪去側(cè)立方式。
1.7 本方法通常稱作HDT(熱變形試驗),雖然沒有任何正式文件使用該標(biāo)識符號。
2、維卡軟化點溫度測定儀規(guī)范性引用立件:
下列文件中的條款通過GB/T 1634的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其新版本適用于本部分。
GB/T 1634.2—2004 塑料 負(fù)荷變形溫度的測定 第2部分:塑料、硬橡膠和長纖維增強復(fù)合材料(ISO 75-2:2003,IDT)
GB/T 1634.3—2004 塑料 負(fù)荷變形溫度的測定 第3部分:高強度熱固性層壓材料(ISO 75-3:2003,IDT)
GB/T 2918—1998 塑料 狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境( idt ISO 291:1977)
3、術(shù)語和定義:
下列術(shù)語和定義適用于GB/T 1634的本部分和其他各部分。
3.1
彎曲應(yīng)變 flexural strain
cf
試樣跨度中點外表面單位長度的微小的用分?jǐn)?shù)表示的變化量。
注:以無量綱比值或百分量(%)表示。
3.2
彎曲應(yīng)變增 R flexural strain increase
在加熱過程中產(chǎn)生的所規(guī)定的彎曲應(yīng)變增加量。
注1:以百分量(%)表示。
注2:引入該量的目的是為了強調(diào)這個事實,即施加的試驗負(fù)荷所引起的初始撓度是不測量的。因此,試驗的終判據(jù)不是應(yīng)變值,僅僅是被監(jiān)測的撓度增加量(還可見3.4)。
3.3
撓度 deflection
s
在彎曲過程中,試樣跨度中心的頂面或底面偏離其原始位置的距離。
注:以毫米(mm)為單位。
3.4
標(biāo)準(zhǔn)撓度 standard deflection
△s
由GB/T 1634有關(guān)部分規(guī)定的,與試樣表面彎曲應(yīng)變增量△Ef對應(yīng)的撓度增量。
注1:以毫米(mm)為單位[見8.3公式(5)和公式(6)]。
注2:標(biāo)準(zhǔn)撓度取決于試樣的尺寸、放置方式及支點間的跨度。
3.5
彎曲應(yīng)力 flexural stress
試樣跨度中心外表面上的標(biāo)稱應(yīng)力。
注:以兆帕斯卡(MPa)為單位。
3.6
負(fù)荷load
F
施加到試樣跨度中點上的力,使之產(chǎn)生規(guī)定的彎曲應(yīng)力。
注:以牛頓(N)為單位[見8.1中的公式(1)至公式(3)]。
3.7
負(fù)荷變形溫度 temperature of deflection under load
Tf
隨著試驗溫度的增加,試樣撓度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)撓度值時的溫度。
注:以攝氏度(℃)為單位。
4、原理:
標(biāo)準(zhǔn)試樣以平放(優(yōu)選的)或側(cè)立方式承受三點彎曲恒定負(fù)荷,使其產(chǎn)生GB/T 1634相關(guān)部分規(guī)定的其中一種彎曲應(yīng)力。在勻速升溫條件下,測量達(dá)到與規(guī)定的彎曲應(yīng)變增量相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)撓度時的溫度。
5、設(shè)備:
5.1 產(chǎn)生彎曲應(yīng)力的裝置
該裝置由一個剛性金屬框架構(gòu)成,基本結(jié)構(gòu)如圖1所示??蚣軆?nèi)有一可在豎直方向自由移動的加荷桿,桿上裝有砝碼承載盤和加荷壓頭,框架底板同試樣支座相連,這些部件及框架垂直部分都由線膨脹系數(shù)與加荷桿相同的合金制成。
試樣支座由兩個金屬條構(gòu)成,其與試樣的接觸面為圓柱面,與試樣的兩條接觸線位于同一水平面上。跨度尺寸,即兩條接觸線之間距離由GB/T 1634的相關(guān)部分給出。將支座安裝在框架底板上,使加荷壓頭施加到試樣上的垂直力位于兩支座的。支座接觸頭緣線與加荷壓頭緣線平行,并與對稱放置在支座上的試樣長軸方向成直角。支座接觸頭和加荷壓頭團(tuán)角半徑為(3.0±0.2)mm,并應(yīng)使其邊緣線長度大于試樣寬度。
除非儀器垂直部件都具有相同的線膨脹系數(shù),否則這些部件在長度方向的不同變化,將導(dǎo)致試樣表觀撓曲讀數(shù)出現(xiàn)誤差。應(yīng)使用由低線膨脹系數(shù)剛性材料制成的且厚度與被試驗試樣可比的標(biāo)準(zhǔn)試樣對每臺儀器進(jìn)行空白試驗,空白試驗應(yīng)包含實際測定中所用的各溫度范圍,并對每個溫度確定校正值。如果校正值為0.01mm或更大,則應(yīng)記錄其值和代數(shù)符號。每次試驗時都應(yīng)使用代數(shù)方法,將其加到每個試樣表觀撓曲讀數(shù)上。
注:已發(fā)現(xiàn)殷鋼和硼硅玻璃適宜用作空白試驗材料。
圖1 測定負(fù)荷變形溫度的典型設(shè)備
5.2 熱裝置
加熱裝置應(yīng)為熱浴,熱浴內(nèi)裝有適宜的液體傳熱介質(zhì),試樣在其中應(yīng)至少浸沒50mm深,并應(yīng)裝有高效攪拌器。應(yīng)確定所選用的液體傳熱介質(zhì)在整個溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的并應(yīng)對受試材料沒有影響,例如不引起溶脹或開裂。
加熱裝置應(yīng)裝有控制元件,以使溫度能以(120±10)℃/h的均勻速率上升。
應(yīng)定期用核對自動溫度讀數(shù)或至少每6min用手動核對一次溫度的方法校核加熱速率。
如果在試驗中要求每6min內(nèi)溫度變化為(12±1)℃,則也應(yīng)考慮滿足此要求。
熱浴中試樣兩端部和中心之間的液體溫度差應(yīng)不超過±1℃。
注1:可將儀器設(shè)計成當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)準(zhǔn)撓度時能自動停止加熱。
注2:液體石蠟、變壓器油、甘油和硅油都是合適的液體傳熱介質(zhì),也可以使用其他液體。
5.3 砝碼
應(yīng)備有一組砝碼,以使試樣加荷達(dá)到按8.1計算所需的彎曲應(yīng)力。
注:必須能以1g的增量調(diào)節(jié)這些砝碼。
5.4 溫度測量儀器
可以使用任何適宜的,經(jīng)過校準(zhǔn)的溫度測量儀器,應(yīng)具有適當(dāng)范圍并能讀到0.5℃或更確。
應(yīng)在所使用儀器*的浸沒深度對測溫儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。測溫儀器的溫度敏感元件,距試樣中心距離應(yīng)在(2±0.5)mm以內(nèi)。
按照制造廠的說明書,對測溫儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
注:如同時試驗幾個試樣,那么在熱浴的每個試驗位置上都配備獨立的測溫儀器可能是有用的。
5.5 撓度測量儀器
可以是已校正過的直讀式測微計或其他合適的儀器,在試樣支座跨度中點測得的撓曲應(yīng)確到0.01mm以內(nèi)。
有些類型儀器,測微計彈簧產(chǎn)生的力F0向上作用,因此,由加荷桿施加的向下力應(yīng)減去F0。而另一種情況,F(xiàn)0向下作用,此時加荷桿產(chǎn)生的力應(yīng)加上F0。對這類儀器,必須確定力F0的大小和方向,以便能對其進(jìn)行補償(見8.1)。由于某些測微計的F0在整個測量范圍內(nèi)變化相當(dāng)大,故應(yīng)在儀器所要使用的部分范圍內(nèi)進(jìn)行測量。
5.6 測微計和量規(guī)
用于測量試樣的寬度和厚度,應(yīng)確到0.01mm。
6、試樣:
6.1 概述
所有試樣都不應(yīng)有因厚度不對稱所造成的翹曲現(xiàn)象。由于諸如模塑試樣時冷卻條作不同或結(jié)構(gòu)不對稱,使試樣在加熱過程中可能變翹曲,即無負(fù)荷時已彎曲現(xiàn)象。應(yīng)使用在試樣兩個相對表面施加負(fù)荷的方法進(jìn)行校正。
6.2 形狀和尺寸
試樣應(yīng)是橫截面為矩形的樣條,其長度l、寬度b、厚度h應(yīng)滿足l>b>h。
試樣尺寸應(yīng)由GB/T 1634相關(guān)部分規(guī)定。
每個試樣中間部分(占長度的1/3)的厚度和寬度,任何地方都不能偏離平均值的2%以上。
應(yīng)按照GB/T1634相關(guān)部分的規(guī)定制備試樣。
6.3 試樣的檢查
試樣應(yīng)無扭曲,其相鄰表面應(yīng)互相垂直。所有表面和棱邊均應(yīng)無劃痕,麻點、凹痕和飛邊等。
應(yīng)確保試樣所有切削面都盡可能平滑,并確保任何不可避免的機加工痕跡都順著長軸方向。
為使試樣符合這些要求,應(yīng)把其緊貼在直尺、三角尺或平板上,用目視觀測或用測微卡尺對試樣進(jìn)行測量檢查。
如果測量或觀察到試樣存在一個或多個不符合上述要求的缺陷,則應(yīng)棄之不用或在試驗前將其機加工到適宜的尺寸和形狀。
6.4 試樣數(shù)量
至少試驗兩個試樣,為降低翹曲變形的影響,應(yīng)使試樣不同面朝著加荷壓頭進(jìn)行試驗。如需進(jìn)行重復(fù)試驗(見GB/T 1634.2—2004和GB/T 1634.3—2004的8.3),則對每個重復(fù)試驗都要求增加兩個試樣。
7、狀態(tài)調(diào)節(jié):
除非受試材料規(guī)范另有要求,狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗環(huán)境應(yīng)符合GB/T 2918的規(guī)定。
8、操作步驟:
8.1 施加力的計算
在GB/T 1634所采用的三點加荷法中,施加到試樣上的力F,以N為單位,作為彎曲應(yīng)力的函數(shù),由式(1)或式(2)計算:
如果試樣采取優(yōu)選(平放)放置方式: