热工玻璃仪

4019 药典玻璃容器热冲击测定仪 标准解析热冲击，又称热震性，是指玻璃容器在短时间内经受一定温度冲击的能力。这一性能对于需要进行高温灭菌的酿酒、饮料和制药行业至关重要。玻璃容器的耐热冲击性能直接关系到其在使用过程中的安全性和可靠性。为了科学有效地评估和测定药用玻璃容器的热冲击及热冲击强度，国家药典委发布了“4019玻璃容器热冲击和热冲击强度测定法”，此标准将在2025版中国药典的药包材部分体现。一、测试原理：通过设定玻璃瓶耐热冲击试验仪的高温槽和低温槽温度，达到预先设定的温差。将一定数量的玻璃瓶试样在高温槽中加热后，迅速转移到低温槽中。取出后，观察试样经过冷热冲击后的破损率。二、仪器装置特点：三泉中石生产的玻璃瓶耐热冲击试验仪，适用于各种啤酒瓶、酒瓶、饮料瓶、输液瓶、抗生素瓶等各类玻璃瓶进行热冲击热震试验。且具备自动调节浸水深度的功能，满足不同式样要求，并且可以随意设置冷热水温度及冷热水槽的停留时间，以满足不同标准要求。采用漏电保护装置，确保试验过程的安全可靠。三、制修订的目的意义：玻璃容器的热冲击及热冲击强度测定是评估其耐热性能的重要指标。不合格的耐热冲击性能可能导致供试品在高温灭菌或温度变化时发生破裂，进而导致药品污染和损坏。因此，对玻璃容器进行热冲击及热冲击强度的测定是非常必要的。形成科学有效的“玻璃容器热冲击和热冲击强度测定法”方法标准，以指导玻璃容器耐热冲击强度的测定。四、标准修订说明：本标准是在2015版YBB药包材标准基础上修订而来，同时参考了国标GB/T 4547-2007和ISO标准。修订后的测试时间有所缩短，提高了测试效率。例如，热水槽中的浸泡时间由原来的至少15分钟修订为至少5分钟，冷水槽中的浸没时间由原来的至少8秒至不超过2分钟修订为保持30秒。实际上大大缩短了测试时间，提高了测试效率。而玻璃瓶耐热冲击试验仪可随意设置冷热水温度，以及冷热水槽的停留时间。可以满足不同标准要求。五、测试方法：第一法冷热水槽法适用于试验温差低于100℃的各类药用玻璃容器。具体操作包括将供试品在热水槽中浸泡5分钟后迅速转移到冷水槽中，保持30秒后取出，并立即检验供试品是否破损。需要注意的是，冷水槽容量至少是一次试验的供试品总体积的五倍，这一点很多设备是做不到的，水槽应包含水循环器、温度控制组件、恒温控制器，虽然冷水槽要求温度控制在水温为0～27℃，普通自来水刚开始能够达到要求，但是做过一次试验后温度必然上升，如果靠自然降温，测试周期会非常长，三泉中石建议还是要配置一个低温控制装置。六、结果判定：热冲击：按规定的温差进行热冲击试验后，破裂的供试品数量低于规定数，则判定为合格。热冲击强度：以供试品有50%破裂时的温差表示，温差满足规定要求，则判定为合格。作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的供应商，我们紧跟国家标准的要求，也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验，为标准的制定工作提供数据和理论的支持，为国标体系的建立添砖加瓦。七、结果判定：热冲击：按规定的温差进行热冲击试验后，破裂的供试品数量低于规定数，则判定为合格。热冲击强度：以供试品有50%破裂时的温差表示，温差满足规定要求，则判定为合格。作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的供应商，济南三泉中石实验仪器紧跟国家标准的要求，也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验，为标准的制定工作提供数据和理论的支持，为国标体系的建立添砖加瓦。

产品特点◎ 选用进口优质不锈钢板和精密机械加工工艺制造，具有耐高温，耐腐蚀的特点。◎ 采用微机智能控制系统，噪音低，操作方便，铝灌封式加热技术，先进的水循环系统，使产品热平衡时间短，温度波动性小，温度均匀性好,触摸屏显示准确、直观。◎ 网篮采用电动升降方式使用方便 ，减轻操作人员劳动强度。测试原理抗热震性(冷热冲击)，指材料在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力的重要指标。也称热稳定性，热震稳定性，抗热冲击性，抗温度急变性，耐急冷急热性等。本玻璃瓶抗热震性试验机依据国标冷热水槽测试方法的要求，仪器采用电加热方式，并选用高精度温度控制仪，水循环系统，确保冷热水槽温差符合国标检测要求。测试标准该仪器符合多项国家和国际标准：GB/T 4547-2007、YBB00182003-2015。 应用领域基础应用用于各种啤酒瓶、饮料瓶、模制西林瓶、抗生素瓶等各类玻璃瓶抗热冲击热震试验检测；输液瓶等各容量玻璃瓶在短时间内经受一定温度冲击的能力性能测试。技术指标项目指标控温方式自动控温控温范围常温或5-99℃(可根据客户要求制作)控温精度≤±0.5℃分辨率0.1℃水温均匀性≤±1℃循环泵流量86L/min环境温度范围0～40℃环境湿度范围3000W*2升降载重30Kg外形尺寸880mm(L)×530mm(W)×1300mm(H)电源220V,50Hz净重50kg仪器配置标准配置主机、进水管、网篮、盖板创新点：◎ 选用进口优质不锈钢板和精密机械加工工艺制造，具有耐高温，耐腐蚀的特点。◎ 采用微机智能控制系统，噪音低，操作方便，铝灌封式加热技术，先进的水循环系统，使产品热平衡时间短，温度波动性小，温度均匀性好,触摸屏显示准确、直观。◎ 网篮采用电动升降方式使用方便 ，减轻操作人员劳动强度。

内容简介 众所周知，玻璃是又硬又脆的固体；然而它们的无序结构其实更像液体。与通过观察固体应力和应变之间的行为来理解其机械性质不同，对于液体力学性能的典型观点是粘度，即剪切应力和应变率之间的行为观察。由于玻璃材料的在流变学上需要关注非常宽的应变率范围，因此在实验上颇为困难；通常的做法是使用合适的测试设计来获得不同的应力分布。从这个视角出发，粘性液体和金属玻璃可以进行类似的测试。在本论文的研究中，作者使用HysitronTI980 TriboIndenter，通过巧妙的动态纳米力学实验设计，进行了大范围的微尺度应力松弛实验，包括纳米压痕测试和微悬臂测试，实现了9个数量级的超宽时间尺度表征金属玻璃在室温下的应力-应变速率响应。采集数据后，作者利用使用流体动力学的通用法则，提出金属玻璃包含温度、体积和应力对于应变率的行为轨迹。该工作 Universal scaling law of glass rheology于2022年4月发表于Nature Materials 上。 研究结果和讨论 文中详细提到如何通过三种类型的实验设计来实现将应变率范围跨到九个数量级的目标。首先对较高数量级应变率，作者进行保持峰值载荷200s的准静态压痕试验；热漂移是限制的主要因素。其次，使用中等强度的动态压痕进行参考蠕变式的保载量测, 实现了在无热漂移条件下长达2000 秒的位移量测。最后，采用不同的尺寸、加载距离和施力参数，在低应变率下进行了1000s的悬臂压痕试验。如图 1a 所示，作者测量了 Zr55Cu30Al10Ni5 金属玻璃在剪切应变速率为10-8 到 100 s-1 的动态剪切应力响应。在应力松弛实验中，根据不同松弛时间下的接触力和位移得出剪切应变率和名义剪切应力。在高速纳米压痕实验（图 1b）和低速悬臂实验（图 1c）中，剪切应力是剪切应变速率的函数。纳米压痕和悬臂实验所需的取样量较小，可有效避免高应力水平下离散剪切带和裂纹的干扰。在 ~10-6 到 10-5 s-1 的应变速率范围内，两种不同方法获得的实验数据点完美重合，并形成一条平滑的曲线（图 2a）。因此， 玻璃态材料的动态机械响应速率范围从 ~10-8 到 100 s-1 , 时间尺度跨越九个数量级。作者进一步分析了归一化粘度与应变速率的关系（图2b）。可以看出，所有数据的归一化粘度（η/ηN）与应变率之间的关系显示出相同的趋势，即从低应变速率下的牛顿流体到高应变速率下的剪切稀释。通过与其它实验结果比较发现，金属玻璃流变的动态响应与其它诸如无机玻璃、聚合物玻璃 、乳化剂、粒状材料、火蚁聚集体等无序体系在一个流体动力学框架内遵循同样的一个普适标度律（图2c）。作者进一步给出归一化粘度与无量纲参数ẏηNV/3kTg的函数关系（见图2d），其中 V 是平均摩尔体积，即 V=M/ρ。作者由此定义了液体行为（ẏηNV/3kTg1）与类固体行为（ẏηNV/3kTg1）的分界判据，揭示了热激活主导的牛顿流体向应力驱动的协同剪切塑性流变转变发生于（ẏηNV/3kTg=1）。这一无量纲普适标度律全面验证了玻璃态物质的动力学转变相图（图3）。通过此普适标度律推导出的玻璃动力学相图，可以将各种“玻璃”的动态行为统一到一个由温度、体积、应力组成的热力学变量参数评价规则下（图3）。 总结 作者基于动态纳米力学测量，得出金属玻璃与其它各种 "玻璃 "系统一起的宽频动态响应，都可以在经典流体动力学框架内用普适标度律加以统一。该普适标度律证明了无序系统的动态转变可以用平衡牛顿液体和非平衡弹塑性固体之间的转变来描述。这项研究揭示了玻璃的液态属性，并通过温度、体积、应力等热力学变量，对 "玻璃 "系统的动态转变进行了定量描述。