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小变形视频引伸计

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小变形视频引伸计相关的资讯

  • 长春机械科学研究院视频引伸计亮相科仪展引关注
    由中国仪器仪表行业协会主办的第十届中国国际科学仪器及实验室装备展览会于2012年5月15-17日在北京&bull 中国国际展览中心举行,展出面积25000平方米,为历届规模之最。该展览会被业界誉为&ldquo 中国科仪第一展&rdquo 。 长春机械科学研究院作为中国仪器仪表行业协会试验仪器分会理事长单位及中国仪器仪表学会试验机分会秘书处常驻单位应邀参加了此次展会,由经管中心推广部组织展出了新型DDL200型电子万能试验机和先进的RTSS视频引伸计,引起业内专业观众和广大用户的极大关注。 RTSS视频引伸计是基于数字摄像与实时图像处理技术的非接触式光学测量系统,用于精确测量试样的轴向与径向变形。可进行材料变形测量、拉伸试验中的应变控制、裂纹探测、动态拉伸试验中的应变研究、动态与高速试验及震动分析等,具有无接触、高精度、测量范围大、支持破断测量等传统引伸计无法比拟的优点。视频引伸计的采用不仅会提高变形测量精度,提供多媒体的试验结果,还将会扩展传统试验内容,提高整体试验水平,创造新的试验价值。 更多新产品详情请致电垂询或关注长春机械科学研究院网站!
  • 助力材料高温变形测量——钢研纳克推出YYHT系列高温引伸计
    材料在外力作用下发生形状尺寸的变化称为材料的变形,变形的大小直接影响材料的性能,因此材料变形是其力学性能的重要指标。变形的测量都是通过引伸计来实现,材料在高温环境中的变形测量需要用到高温引伸计,YYHT系列高温引伸计可以满足各种形状尺寸材料在高温环境下变形的测量需求。1、简介YYHT系列高温引伸计具有精度高、灵敏度高、稳定性好、使用方便等特性,符合JJG762、GB/T12160、ASTM E83、ISO 9513等标准中对0.5级(或者B2级)精度的要求,可以适应不同规格和尺寸试样,相比于普通的引伸计,使用调节简单便捷,基于其极低的试样接触力,YYHT系列引伸计可以应用于薄板等对表面接触力比较敏感的样品测试。其技术参数如下:精度等级0.5级引伸计标距10mm/25mm/30mm/50m/80mm或定制最大变形量±5mm/±10mm或定制使用温度室温至1200℃输出灵敏度≈2.5mV/V应变片阻值350Ω供桥电压值≤8V输出端接头常规四芯、五芯、九孔、九针或USB等插头,可根据用户需求定制初始接触力0.15N最大接触力1.27N同时钢研纳克还推出活动支架方便高温引伸计与试验机的连接,试验机无需改动可根据试样尺寸和高温炉位置调整引伸计的上下位置,调节方便,操作简单,与试验机连接稳固,刚性好。2、验证高温引伸计测量的数据直接影响材料的性能,这就要求高温引伸计测量必须准确、稳定、可靠,所以引伸计不只要满足引伸计标定器的校准要求,还需要大量的测试和试验进行验证,保证数据的准确性。以下是我们部分验证的数据。(1)与普通引伸计的一致性检验,如图所示将普通手动引伸计和YYHT系列高温引伸计同时安装在同一根试样上,测试特定位置的变形量,测试结果如下表所示:特征点Rp0.1Rp0.2Rp0.3Rp0.4YYU引伸计(mm)0.11400.16450.21570.2672YYHT引伸计(mm)0.11420.16440.21580.2675从表中可以看出YYHT系列引伸计和常用引伸计测得的变形量一致。(2)与进口引伸计的一致性检验,分别将YYHT引伸计和进口引伸计安装在同一台试验机上,在特定温度条件下分别测试同一组标准样品,应力应变曲线如下所示:其中红色和绿色线为进口引伸计所得,其余为YYHT高温引伸计所得,曲线重合度高,一致性好。通过大量,多次及不同温度区间反复测试比较,YYHT高温引伸计测试精度高,稳定性好,测试数据准确,能够完成高温环境下材料变形的测量工作。3、应用YYHT系列高温引伸计已应用于用户的材料测试工作,如图所示为某测试中心一机双YYHT高温引伸计,可以满足不同尺寸试样的高温变形测量要求。通过权威机构的校准检验,完全满足国标0.5级和美标B2级的要求,证书如下:同时也满足高温拉伸新标准GB/T228.2中对应变控制的要求,曲线如下:目前YYHT系列高温引伸计以其应用范围广,数据准确稳定,精度高,安装便捷,性价比高等特点已广泛应用于材料在高温环境下的变形测量,助力高温材料的性能测试,受到用户的一致好评。
  • 美国T.O天氏欧森公司最新型高精度视频引伸计面世
    国际知名的材料试验机生产商-美国T.O天氏欧森公司最新开发出精密视频引伸计,其主要用于非接触地精密测量试样的应变数据。这种新型的视频引伸计采用了高精度的数码相机、冷光源、高速图像处理系统及现今最前沿的数据处理模式 -&ldquo 次级映像点插值法(sub-pixel interpolation) &rdquo ,因此,点位影像可以对拉伸、弯折或压缩进行实时持续测量及控制直致试样断裂,其测量精度甚至超过ASTM E83 B1级标准及ISO 9513 标准中的0.5级的要求。 其主要特征有: 非接触式应变测量 分辨率高于镜头视野范围的1/100,000 测量精度达到0.5%或更高 试样准备简便 配有小型的试样照明用冷光源 自动标距设定功能,可设定任意标距 用户自编备注方便保存相关信息 多种纵向与横向标距同时测量 (HESC型视频引伸计测量塑料或金属试样) 视频引伸计有多种型号,其中一种是适用于测试低延伸率材料(如金属)的LESC视频引伸计,另一种是适用于测试高延伸率材料(如塑料)的HESC视频引伸计。高分辨率低延伸率的视频引伸计配有25毫米视野范围的材料测试专用镜头。高延伸率的视频引伸计配置的是通用镜头,它的视野范围可以达到1,000毫米。还有同时包含高精度及大量程的DCHT双镜系统。这种技术使视频引伸计适用于所有的材料测试,包括(但不限于)以下材料:金属(包括细金属线)、弹性纤维、纺织物、塑料、合成物。 (LESC型视频引伸计测量细钢线试样) 视频引伸计还配有冷光源;虽然在普通的日照条件下引伸计就可以跟踪目标,但采用冷光源可以防止环境光源条件改变时引起的目标跟踪掉失。 任何可见的标志都可以用做图像识别,无论是试样表面的天然图案、笔的划痕、水滴、打孔的记号,还是不规则的喷溅小斑点都可以。图像识别系统会自动跟踪观察面上的独特纹路,因此图案越不规则,图像识别就越精确。 (DCHT型双镜头视频引伸计) 系统工作的方式如下:首先获取图像,然后图像识别技术锁定两个目标,它们相当于一个标距。用户可以定义这两个目标,也就是说用户可以任意设定原始标距。当测试试样时,视频引伸计点对点地跟踪这两个目标的移动,从一桢图像跟踪到另一桢图像并考虑每桢图像间,目标的相对位置,移动速度及方向,通过&ldquo 次级映像点插值法&rdquo 计算模型,这样应变的数据就可以实时测量出来。在横向及纵向上可以采用多个标距进行试样的塑性应变比(r值)及硬化指数(n值)等力学性能的测量。采用我们的&ldquo 次级映像点插值法&rdquo 原理,可以达到比传统视频引伸计高出最少100倍的分辨率。 视频引伸计的所有测量与输出都有时间记录,并且可以存档便于日后使用。此外,未经压缩的视频图像输出也可以记录下来,用作测试后的测量与分析。
  • 英斯特朗全新视频引伸计AVE 2.0首秀中国市场
    2014年英斯特朗复合材料应用研讨会暨新产品推荐会   仪器信息网讯 2014年10月24日,为了更好地帮助用户解决测试阶段遇到的疑惑,提高试验质量,&ldquo 2014年英斯特朗复合材料应用研讨会暨新产品推荐会&ldquo 在北京香格里拉大酒店举行,50余位复合材料测试领域的专家学者与技术人员出席会议;仪器信息网作为特邀媒体参会。 会议现场   本次会议特别邀请了英斯特朗英国复合材料应用专家Ian McEnteggart,为参会者带来了一场最新技术产品与最热方法标准的精彩报告。英斯特朗中国区业务发展和运营总经理王志勇、市场经理张弛、静态试验机产品经理杨卫刚等人纷纷到会,现场与用户交流互动。 英斯特朗英国复合材料应用专家Ian McEnteggart   不同于一般材料,复合材料由不同性质的材料组成,具有很复杂的性能,需要由拉伸、压缩、剪切、弯曲等多种不同的测试方式来表征,并且对测试精度有很高的要求。英斯特朗最新推出的AVE 2.0高级视频引伸计,正是这样一款可以满足复合材料复杂性能测试的利器。   借此次会议举办之际,英斯特朗在现场特别展示并演示了AVE 2.0视频引伸计,据悉,此次亮相是AVE 2.0视频引伸计的中国市场&ldquo 首秀&rdquo 。 英斯特朗最新高级视频引伸计AVE 2.0   AVE 2.0将数据采集率提高到了490Hz,可以避免复合材料剧烈断裂时数据丢失问题;其精度符合ISO 9513 0.5级,适用于广泛的国际测试标准,包括ISO 527、ASTM D638和ISO 6892-1;高达670mm的测量范围,允许AVE 2.0容纳多个试样标距长度或不同试样。&ldquo 特别强调的是,AVE 2.0可与任何品牌的材料拉伸试验机实现兼容。&rdquo Ian McEnteggart补充到。   今年6月,英斯特朗最新研发推出了数字图像相关软件(Digital Image Correlation,以下简称:DIC),实现了可视化实时监测跟踪整个测试周期,可用于检测试样整个二维表面上发声的应变与位移。   Ian McEnteggart表示:&ldquo DIC技术并非英斯特朗开发的,但英斯特朗却首次将该技术成功集成进AVE 2.0。&rdquo 据其介绍,DIC软件采用了LED灯光专利设计,大大降低了周围光线对试验数据的影响。对于一直困扰用户多年的软件界面复杂和数据同步问题,英斯特朗根据材料试验用户的需求将软件进行了简化,使得操控界面简洁却不生疏 同时,DIC软件中还内置了同步功能,实现了DIC图像与采集的试验数据的同步。 全自动接触式引伸计AutoX 750同时亮相   会上,Ian McEnteggart还重点介绍了ISO 14126 纤维增强塑料复合材料面内压缩性能的特点、AITM 空中客车公司测试纤维增强塑料冲击后压缩强度的方法、AutoX750在执行ASTM D695标准测试中的优势等精彩内容,并现场回答用户提问,在一定程度上解决了参会者在复合材料试验过程中的&ldquo 疑难杂症&rdquo 。 现场回答用户提问   在互动环节,英斯特朗专业工程师现场对AVE 2.0进行了操作演示,面对面解答了客户在仪器操作和软件设置中的相关问题。 工程师操作AVE 2.0,用户围观 编辑:刘玉兰
  • 获评“国内领先”!海塞姆单目三维视频引伸计通过科技成果评价
    4月2日,由中国仪器仪表行业协会组织的“单目三维视频引伸计”科技成果评价会在深圳市海塞姆科技有限公司总部召开。本次评价委员会由中国科学院院士于起峰,中国仪器仪表行业协会教授级高工/分会秘书长姚丙南,上海交通大学教授/国家级实验教学示范中心主任陈巨兵,南京玻纤院标准认证技术研究院教授级高工/副院长马丹,中机试验装备股份有限公司教授级高工/技术总监马双伟,深圳信测标准技术服务有限公司教授级高工/首席专家李荣锋,北京长城计量测试技术研究所高级工程师甘晓川等7位专家共同组成。同时会议邀请了哈工大(深圳)教育发展基金会与校友工作办公室副主任李志丹老师、深圳市南山区科技创新局吴迪老师、深圳市南山战略新兴产业投资有限公司投资总监索得榕、深圳大学胡彪老师、尹义贺老师等嘉宾。按照科技成果评价规定的标准及程序,由中国仪器仪表行业协会郑朝松秘书长介绍与会专家,海塞姆科技领导介绍与会嘉宾。郑朝松秘书长主持会议,并成立评价委员会,选举于起峰院士为主任委员。深圳市海塞姆科技有限公司李长太董事长作“单目三维视频引伸计”成果汇报,重点介绍了项目背景及目的意义、研究方法与技术路线、实施方案、主要创新点、转化应用情况及项目带来的经济、社会效益等。专家组听取了项目成果汇报,并观看了现场仪器演示,严格查阅了相关资料。经质询和讨论,形成评价意见:本项目研制的单目三维视频引伸计属于国内首创,成果创新性强,具有自主知识产权。项目总体达到国内先进,部分指标达到国内领先水平。评价委员会一致同意通过评价。科技创新是引领企业发展的永恒动力。未来,海塞姆将不断加大研发投入力度,持续聚焦原创性、颠覆性技术、创新技术攻关,加快现有产品升级迭代,为未来力学性能测量领域创新发展提供有力支撑。
  • 一场应变测量的革命 --英斯特朗推出新视频引伸计AVE.2.0
    英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商,产品广泛应用于评价材料和部件机械(力学)性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0,这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求,例如ISO527,ASTM d3039 ,ASTM D638等。这款第二代视频引伸计,也是当今市场上采用专利的,先进的视频引伸计技术中最快速,最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装,可以适用于各种条件下的试验室环境,也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置(测试表现则与各款试验机本身条件有关)。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差,同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试,与数字图像相关技术相结合(DIC)。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变,包括塑料,金属,纺织,薄膜,复合材料,生物材料及更多。 关于英斯特朗:英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商,美国五百强公司ITW集团旗下品牌,从基本的软组织到先进的高强度合金材料,其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来,英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命,通过提供最高品质的产品,专业的技术支持和世界水平的服务,从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站: www.instron.cn用手机扫一扫,关注英斯特朗微信账号,获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips
  • 天氏欧森:光学引伸计的未来已来
    近日,CHINAPLAS 2023国际橡塑展在深圳国际会展中心举办,吸引逾3,900家全球高质量展商、超240000名海内外观众汇聚。 作为行业领先的静态拉伸和压缩材料试验机供应商,天氏欧森(Tinius Olsen)携电子万能材料试验机、可变标距光学引伸计、熔融指数仪、HORIZON软件等产品盛装亮相。天氏欧森展位在展会现场,仪器信息网有幸采访到了天氏欧森测试设备(上海)有限公司市场经理张赞蓉,不仅请她介绍了本次的展品,也对试验机的发展趋势、公司未来的发展计划等进行了交流。现场采访视频张赞蓉女士在采访中重点介绍了一款新产品——Vector光学引伸计。这款“黑科技”不仅能够辅助进行拉伸、压缩、剪切、弯曲试验中的应变试验,且具有非接触式的数字化设计,支持自动化过程的标距标记。此外,还可提供模拟或数字格式的输出数据。全球首创双镜头技术立体视野,稳定测量,不受外界噪音干扰。并且平面外容忍度高,对材料基本无限制。与同类光学引伸计相比,Vector光学引伸计的反应更快,开机即可测量,并可与测试软件集成,适合于金属、合金、复合材料、低应变塑料等领域。Vector光学引伸计张赞蓉女士认为,经过这么多年的发展,试验机的技术已相对成熟,未来将会朝着数字化、智能化以及个性化发展,而天氏欧森新推出的Vector光学引伸计已经在这三个方面显示出了非常大的技术优势。最后,张赞蓉女士说到,天氏欧森非常重视中国市场,公司下一步将加大对中国市场的投入,扩大销售团队,发展多渠道销售,以让更多的国内用户用到好的产品和技术。
  • 天氏欧森推出非接触式引伸计
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 天氏欧森( span style=" text-align: justify text-indent: 32px " Tinius Olsen /span )Epsilon One是一种新型光学非接触式引伸计,可通过视频进行高精度,高分辨率,非接触式轴向应变和位移测量,以测量应变。它的易用性是独一无二的。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 它适用于测试高模量材料,例如金属和复合材料以及更高伸长率的材料,薄或易碎的样品,循环疲劳,应变控制测试,挠度计应用以及测量裂纹开口位移。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 通过Epsilon全面的光路优化,将多种光学技术和信号处理算法统一起来,可达到一流的精度和分辨率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 它具有超高的摄像头分辨率,高达3000Hz的实时数据速率,最小化的光学误差源以及信号处理技术,可提供最高的应变分辨率和精度,并具有最低的噪声。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 应变或延伸量被实时测量并输出。Epsilon One的高分辨率和ISO 0.5 / ASTM B-1精度等级使其适用于从金属,复合材料到弹性体以及介于两者之间的各种应变值的非接触式测量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/b7ff6102-bb64-4a72-831e-44d16ee02dae.jpg" title=" ProductLarge15694.jpg" alt=" ProductLarge15694.jpg" / /p
  • 英斯特朗全新AUTOX自动引伸计
    AUTOX被用来确定包括模量,规定非比例屈服和塑性(非比例)断裂伸长率。并且符合ISO9513,ASTM E83,和ISO527-1(2011)的标准要求, AutoX可自动标距长度定位,自动接触试样,从而提高了测试试样的试验室试验效率。通过除去手动操作中繁琐耗时的步骤,试验室操作员可以在提高效率的同时简化测试过程。此外,可减少传统接触式引伸计在关键测试中出现的重复性的不一致现象.   AutoX也可以使用在全自动或手动的测试系统上。在不使用时,操作员能快速,安全地把引伸计定位出试验区域,并提供了一个安全存储环境的测试空间。操作员能够轻松从试验区域卸载AutoX,不需要额外的工具设备来切换夹具和固定装置.   以下功能正在申请专利:   - 引伸臂:双臂通过只用一个电机驱动的旋转扣栓同时打开/关闭,使双臂更轻,同时降低摩擦力。   - 碎片防护:覆盖未使用区域,最大限度地减少污垢/碎片进入防护罩内仪器。   - 张紧轮:符合人体工程学的设计,操作员可以使用一个参考标签去标记张紧轮在测试过程中的位置。确保每个测试的准确和可重复性。   如需了解更多关于AUTO X 产品的信息,请报名参加2013年英斯特朗 新产品发布会   将您的姓名、单位、联系电话或邮箱发送到he_ying@instron.com, 标题请注明“参加英斯特朗2013年新产品发布会” 。
  • 第九届科仪展开幕——三思进口引伸计备受关注
    2011年4月25日,第九届中国国际科学仪器及实验室装备展览会在北京展览馆隆重开幕。 嘉宾为开幕式剪彩 本届展会吸引超过700家国内外科学仪器及实验室装备相关的展商参展,展示科学仪器产业新产品与技术,吸引了众多国际参观团和观众到会参观与交流。 协会领导到三思纵横展台参观(一) 协会领导到三思纵横展台参观(二) 三思纵横展出的新一代进口引伸计,引起了现场观众的广泛关注,更有客户现场就表达了购买意向。我们将随时发布展会现场最新动态,欢迎新老朋友继续关注三思纵横试验机产品。 现场观众参观三思纵横全自动引伸计
  • 成像改进测量:视觉变形测量中的“成像魔法”
    数字图像相关方法(DIC)是实验力学领域最实用、最受欢迎和最具生命力的非接触全场变形光学测量技术,已在固体力学、材料科学、生物医学工程等不同科研领域以及材料力学性能测试、航空航天、土木交通等工程领域获得无数成功应用。2024年8月13日,由仪器信息网主办的第三届试验机与试验技术网络研讨会即将召开。期间,北京航空航天大学潘兵教授分享报告《成像改进测量:视觉变形测量中的“成像魔法”》,介绍近年如何通过成像系统和技术的创新来提升数字图像相关测量的实用性和精准性,包括:1)用于材料力学性能测试的高精度、超灵敏、超高温视频引伸计;2)从单相机三维变形测量,到单相机360O全景/双表面变形测量;3)从白光DIC到蓝光/紫外主动成像DIC,再到荧光DIC,以实现极高温和强抗干扰等极端情况下的变形测量。本次会议于线上同步直播,欢迎相关领域科研工作者、工程技术人员等参会交流!关于第三届试验机与试验技术网络研讨会为帮助业内人士了解试验技术发展现状、掌握前沿动态、学习相关应用知识,仪器信息网将于2024年8月13日举办第三届试验机与试验技术网络研讨会,搭建产、学、研、用沟通平台,邀请领域内科研与应用专家围绕试验机行业发展、试验技术研究、试验技术应用等分享报告,欢迎大家参会交流。会议详情链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/testingmachine2024/
  • 乐金涛:我国全自动拉伸试验机技术的发展、挑战与前景
    乐金涛老师乐金涛,1983年开始在宝钢集团从事金属材料力学性能检测工作,目前还兼任中国仪器仪表学会试验机分会副秘书长、广东省金属学会理化检验专业委员会副主任委员、全国冶金物理测试网力学与试样加工技术委员会副主任委员、全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验分技术委员会顾问、《理化检验-物理分册》副主编、中国国际招标网机电产品评标专家等。近日,仪器信息网有幸采访了乐金涛老师,请他谈一谈国内全自动拉伸试验机技术的发展、挑战与前景。 仪器信息网:请问,为什么要研发全自动拉伸试验机技术?乐金涛老师:三年疫情给智慧制造的发展带来非常有利的机遇,如何让试验室利用先进技术提高自动化检测和抗风险的能力,在特殊情况下也可以稳定、高质量、无人值守的开展检测工作,是业内同行普遍关心问题。为了保证测试结果精准、可重复、可追溯,提高劳动生产率,利用信息化、自动化、智能化等技术建设一个可以实现整个试验过程无人值守、无人干预的钢铁材料力学性能检测全自动试验室,已经成为这个领域的发展方向。 随着工业发展至4.0时代,制造业逐渐步入智能化、数字化时代,对于钢铁材料生产企业,质量检测环节中的材料拉伸试验也向半自动化、全自动化快速发展。全自动电子拉伸试验机(薄板材料)近年来,国内钢铁企业检测系统已经在许多领域实现了全流程的自动化检测。国内一些大型钢铁企业的力学试验室,依靠多套全自动拉伸试验机一天可以轻松地完成1000多件拉伸试样的自动检测。 材料试验机如实现了自动化智能化后,可以实现试验室装备水平的大幅度提升;减少人为因素影响,提高检测精度,确保试验数据准确性;缩短检验周期;提高劳动生产率等。仪器信息网:要建设好一个自动化检测试验室,需具备哪些条件和掌握哪些关键技术?乐金涛老师:要建设好一个自动化力学性能检测试验室,必须要了解试验室的工艺流程、特点,掌握当前拉伸试验机和自动化、智能化等最新技术的发展状况。1. 钢铁企业成品力学性能检验特点和对设备配置的要求1) 检验量大,设备要耐用;2) 产品规格相对集中、检验项目相对简单,设备要专业化配置;3) 检验周期紧,试样来样量不均匀,设备配置要有一定的富余量;4) 对检验的精度要求相对较低,主要判断产品是否合格。2. 建设自动化力学检测试验室的关键技术自动化、智能化建设适合于流水线、重复性等作业,根据钢铁企业试验室的流程和特点,其比较适合开展自动化项目的建设工作。要建设一个成功的自动化力学性能检测试验室,必须包含以下基本的关键技术:1) 通过机械手实现试样自动上、下料功能;2) 样号的自动识别;3) 试样传送系统;4) 全自动试验设备;5) 样品自动收集保存等。仪器信息网:当前,我国全自动拉伸试验机已经发展到了什么程度?乐金涛老师:我国试验机制造业通过近二十年的努力,在钢铁材料力学性能检测中最主要、使用最多的拉伸试验机产量、品种和得到了快速发展,技术水平有了很大的提升。通过验证或比对试验可以证明,我们国内试验机制造行业的一线品牌的试验机制造厂家制造的静态电子试验机、微机控制电液伺服试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平,完全能够满足如ISO6892-1和GB/T 228.1等试验方法标准的要求,虽然还存在不少的问题,但并不是想像中的那么差。国内最早使用全自动拉伸试验机大概是在2005年左右,是国内几个特大型的钢铁企业试验室开始引进的。它们主要是做薄板拉伸试验的采用往复式机械手的小吨位全自动拉伸试验机、做厚板拉伸试验的采用龙门桁架式机械手的大吨位全自动拉伸试验机。记得在那个时候,国内有试验机厂家想仿制,但由于种种原因没有成功。全自动电液伺服拉伸试验机(中、厚板和螺纹钢)2015年以来,根据钢铁企业试验室检验量大、产品规格相对集中、检验项目相对简单、检验周期紧、流水线重复性检验等作业特点,国内部分一线品牌的试验机制造厂家,运用自动化、智能化、信息化等先进技术,开发研制了各种全自动试验机,国内全自动试验机的技术才真正开始发展,大大地推进了钢铁企业智慧试验室的建设工作。其中早期的小吨位往复式机械手全自动拉伸试验机、大吨位龙门桁架式机械手全自动拉伸试验机,到目前采用比较多的多工位六轴机械手全自动拉伸试验机的开发运用,实现了对各种类型全自动试验机的全覆盖。仪器信息网:全自动拉伸试验机主要的工作流程是什么?乐金涛老师:全自动拉伸试验机试验时,试验人员根据自动接收到的试验顺序、试验项目要求等,将经过打标的试样用机械手放入试样架内或通过AGV小车送达指定的位置→机械手根据预先在试验程序上设置好的试样位置抓取试样→进行试样长度测量→进行试样平行部分位置对中测量→试样横截面尺寸测量(可取n次测量数据的最小值或者平均值等)→机械手将试样放置到试验机测试位置,在确保按平行段对中的情况下自动调用预定的试验方法进行试验→试验结束后机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→试验数据自动保存并发送给上位机。全自动拉伸试验机的工作效率一般不低于每小时15件。仪器信息网:全自动拉伸试验机除了主机以外,其配套的主要零部件技术对于整个系统也是非常关键,请举例介绍一下其优点?乐金涛老师:简单介绍一下全自动拉伸试验机中主要的配套零部件视频引伸计在整个系统中的应用。在全自动化拉伸试验系统中常用的变形测量手段是自动化接触式引伸计,但接触式引伸计大多只能测量一组标距变形,使用中常常遇到试样断裂在标距外或是贴近标距的位置,导致测试数据的不准确甚至不可用。1) 视频引伸计采用标准化DIC技术,可非接触实现三维变形测量,在拉伸试验过程中能同时测量多组纵向和横向标距变形。配合全自动拉伸试验系统使用时,可实现同步触发、自动测量、实时以数字信号或模拟信号向试验机传输数据。2) 视频引伸计可自动识别多种标距标识,同时也可对试样进行无标识点自动识别测量,监控试样直至其断裂,可自动测量试样断裂伸长率,大大提高检测效率。3) 自动识别应变分布状态,可以在整个试验过程中自动追踪最大应变产生的实际位置,从而将原始标距L0重新定位在最高应变区域的中心。4) 与接触式引伸计相比,使用视频引伸计避免了试样断在标距外或标距附近时的无效测试,有效提高试样利用率,节省试样成本。5) 带全自动引伸计的电子拉伸试验机的普及,特别是视频引伸计开发运用,加速了应变硬化指数n值和塑性应变比r值等全自动测量技术的发展,根据宝钢湛江钢铁有限公司验证试验的文献介绍:——采用人工、半自动、全自动方法测量的r值不存在显著性差异,其中全自动测量方法测量r值的精度最高;——视频引伸计与机械接触式引伸计测量r值的结果接近,但前者的精度更高。配置视频引伸计的全自动拉伸试验机仪器信息网:据了解,为了满足用户个性化要求,国内也研发了一些有特殊功能的全自动拉伸试验机,请您介绍一下?乐金涛老师:常规的全自动拉伸试验机在一根试验结束后,机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→机械手将断样扔到对应的料框里。但经常会碰到有些重要的、异常的断样需要试验室保留以备查验等情况,传统的模式是试验室人员要等这一批次试验全部完毕后再按编号在留样框里翻找拼接,方式原始繁琐、效率低。现在全自动拉伸试验机断样收集专用料斗的配套设计,机械手可以按需按组收集需要保留的断样,大大方便了样品留存工作。带断料回收装置全自动拉伸试验机另外,如许多钢铁企业生产的螺纹钢或圆钢,由于轧钢工艺的需要,生产出来的产品是呈盘状的,俗称盘圆或盘螺。为了保证试样可以正常的在全自动拉伸试验机上装夹或保证试验时的同轴度,此类产品在做拉伸试验前,需要对带有一定弧度的样品进行矫直处理,目前国内绝大部分试验室都是采用人工矫直的方法。目前在常规全自动试验机里配套开发的全自动盘条多轮交叉弯曲矫直系统,比较完美的避免了用其他如敲击方式在矫直过程中应力集中等缺陷的产生,提高了盘圆盘螺类产品检测精度。带自动校直全自动拉伸试验机仪器信息网:您长期在中国宝武集团检化验系统工作,能否就宝钢范围的全自动试验技术方面提供一个案例分享给读者?乐金涛老师:针对繁琐的热轧带肋钢筋外部和内在质量的检测项目和不同的试验工位,运用自动化、智能化、信息化和机器人技术,宝钢武钢有限公司成功应用了钢筋全自动测试系统。该系统由电子拉伸主机,配上全自动视频引伸计、扫码系统、称重测长装置、ABB机器人、试样架、控制系统、软件等组成,集钢筋称重、测长、拉伸试验、弯曲和反复弯曲试验等功能,在一套全自动系统里实现全部检测功能。该系统还可以通过配置钢筋全自动弯曲校直、筋肋测量装置、温度养护箱等装置,完成试样矫直、钢筋外形检测、钢筋人工时效等工序。系统自动化模式运行时,可以同时在系统的不同组件上测试不同的样品,极大的提高测试效率。宝钢武钢有限公司1000kN钢筋试验系统仪器信息网:当前国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术是什么?乐金涛老师:当前,国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术主要归纳起来分如下几个方面:1) 激光引伸计、视频引伸计、全自动引伸计、高低温引伸计等技术;2) 高精度、高分辨率、宽量程的力传感器等技术;3) 高精度、高分辨率、宽量程的试样横截面尺寸测量传感器等技术。仪器信息网:能否针对目前我国全自动拉伸试验机的现状,谈谈您的感受或想法?乐金涛老师:在国外1000KN以上的电子拉伸试验机技术已经非常成熟,在国内常规的电子拉伸试验机绝大部分企业只能做到600KN。近三年,国内几家一线品牌的试验机制造厂家已经有在开发制造1000KN的电子拉伸试验机,但据了解总数也就在十台左右。国内已经有自主研发制造的2000kN电子拉力试验机,开创了中国试验机行业在大吨位电子拉力试验机的先河,为大吨位全自动拉伸试验机的开发运用打下了良好的基础。目前国内制造的全自动拉伸试验机如主要的配套零部件力传感器、位移传感器、引伸计等品牌选型更好,在其功能、试验精度等方面,完全可以胜任日常检验任务。随着钢铁企业智慧制造风潮的兴起,由拉伸试验机和机器人组合的全自动试验机需求大增,现在许多试验机厂家都去做全自动拉伸试验机或系统。目前我们国家研发制造的全自动试验机或系统的主要特点是集成其他自动化配套装置,但平心而论对试验机本身技术没有大的提高。我们现在国内生产的全自动拉伸试验机的长期稳定性和故障率等指标,和国外同类设备比还存在一定的差距。仪器信息网:最后,请您对国内的试验机制造厂家提一点要求或希望?乐金涛老师:希望国内的试验机制造厂家要重视市场需求和技术研发,以自动化、智能化为发展目标和发展方向,来满足用户个性化需求。要多与相关试验室合作开发关键技术,在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破,包括对原来进口全自动拉伸试验机的技术消化和升级工作,以促进我国试验设备在自动化技术方面水平的提升,切实减少全自动试验设备的进口数量。
  • 我国隐身技术航空科技重点实验室揭牌
    隐身技术航空科技重点实验室揭牌   日前,隐身技术航空科技重点实验室在中航工业沈阳所通过中航工业评审验收并揭牌。该实验室成为中航工业依照国家重点实验室标准在隐身技术专业领域建立的第一个航空科技重点实验室。   隐身技术航空科技重点实验室聘请国内20多位资深专家组成学术委员会,不断强化实验室的学术水平和研究能力,积极开展对外交流合作,将全力打造为隐身设计/测试行业领域内具有国际先进、国内领先水平的开放式研究平台,国内一流的研究基地和学术中心。   一直以来,沈阳所始终瞄准航空科技和国家航空隐身装备发展的前沿需求,围绕航空隐身技术的战略发展目标和武器装备的隐身技术发展趋势,加强科研环境建设,依托强大的科研实力,不断展开关键技术研究,使我国航空装备隐身特性及生存力研究实力大幅提升。
  • 塑料拉伸强度及伸长率试验
    摘 要:本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机,配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计,根据《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》,进行了塑料拉伸强度及伸长率试验的实例,试验结果表明,使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应塑料拉伸试验。关键词:鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 塑料 高分子 聚合物 拉伸试验 拉伸强度 伸长率 标称应变塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物,可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。塑料是重要的有机合成高分子材料,由于其良好的物理化学性能,以及加工特性,被广泛应用于日常工作与生活中。根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。本次应用选用日常生活中最常见的5种塑料进行试验,可以很直观的对比出各种塑料的力学性能差异。电子万能材料试验机在塑料的力学性能分析中是属于最重要的物理性能测试设备之一。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具,可以在不借助工具的情况下,实现试样的快速夹紧,同时配备样品夹持装置确保每次试样放置位置统一,可以大大测试提高效率以及测试的重现性;夹具采用的楔形夹紧方式,可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力,并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外,本次试验采用的大变形引伸计具有响应快、精度高的特点,配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率,可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据,给用户提供准确可靠的试验数据,配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线,让不同的用户均可以拥有良好的交互体验,为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10KN手动楔形拉伸夹具大变形引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度:室温22℃左右载荷传感器:10kN(0.5级) 加载试验速率:5mm/min、50mm/min夹具间距:115mm标距:50mm1.3样品及处理本次试验,选取5款注塑成型的塑料试样,包括原材料或增强塑料,材质分别为PP、PP+EPDM+TD20、ABS、PC、PA6+30GF,尺寸均为GB/T 1040.2标准1A型哑铃状试样,中间平行部分宽度约10mm,厚度约4mm,数量各5个。2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验,将样品夹持在上下夹具中,开启载荷零点保持功能消除样品夹持后的预应力,将大变形引伸计夹持在试样的中间部位后将引伸计清零,对应不同伸长率的样品分别以5mm/min、50mm/min的速度进行试验,直至样品断裂,设备监测到试样断裂后自动停止,设备将测量过程中的力以及变形数据完整记录,并生成拉伸试验曲线。图7 测试系统图(主机、夹具、引伸计)3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果 图13-试验曲线PP图14-试验曲线PP+EPDM+TD20图15-试验曲线ABS图16-试验曲线PC图17-试验曲线PA6+30GF从上(表1)数据以及试验曲线可以看出,拉伸曲线平滑连续,无松动打滑等异常现象,软件可以记录整个过程中完整的试验曲线,可以获取载荷、位移、变形等各项数据用于分析。可以看出各种样品之间因材质不同的曲线差异,其中PP/PP+EPDM+TD20/PC/ABC试样有屈服现象,PA6+30GF无屈服现象,每组各5个试样重现性良好,满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明,鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计,可以完全满足《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》标准要求,高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统,可以获得塑料材料的各项力学数据,且稳定可靠,这对于塑料材料的技术发展非常重要,能够为企业的产品研发、品质管理,以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。
  • 纳米氧化锌在隐身技术中的应用研究进展
    p style=" text-indent: 2em " 随着军事高技术的迅猛发展,世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强,陆、海、空各兵种地面军事目标的生存能力以及武器系统的突防能力日益受到严重威胁。为了提高国防体系中地面军事目标的生存力与武器系统的突防和纵深打击能力,发展和应用隐身技术成为国防体系发展的重要方向。而隐身材料又是隐身技术最重要的环节。因而国内外近年来掀起了隐身材料的研究热潮。 目前己在使用和尚在研制的新型隐身材料有:宽频带吸波剂、高分子隐身材料、 手征隐身材料、纳米隐身材料等。而近年来关于纳米材料具有高的电磁波吸收系数越来越多的报道,引起了军事科技人员极大的兴趣。 /p p style=" text-align: center " & nbsp img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/0c54b75f-dafd-463e-812a-345c9518e969.jpg" title=" 1.jpg" / & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图一 新型隐身材料应用于军属领域 /span /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌也是纳米隐身材料中的研究热点之一。纳米氧化锌是一种非常有发展前途的新型军用雷达波吸收剂,具有轻质、厚度薄、颜色浅、吸波能力强等优点。 /p p style=" text-indent: 2em " 一、纳米氧化锌的制备方法 /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌的化学制备方法种类繁多,新工艺层出不穷,如液体-固体-溶液相转移与分离法,但研究较多的主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热(溶剂热)法等。 /p p style=" text-indent: 2em " 1、沉淀法 /p p style=" text-indent: 2em " 沉淀法一般分为直接沉淀法与均匀沉淀法。直接沉淀法是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂制得氧化锌前驱体,将其洗净后在一定温度下热分解得纳米氧化锌。常见的沉淀剂为氨水、碳酸氢铵等。而前驱物为Zn(OH)2、Zn2(OH)2CO3等 。 /p p style=" text-indent: 2em " 2、溶胶-凝胶法 /p p style=" text-indent: 2em " 溶胶凝胶法是制备超微颗粒的一种湿化学法。其基本原理是将金属无机盐或 金属醇盐溶于溶剂中形成均匀的溶液,溶质与溶剂产生水解或与醇反应,反应生成物经聚集后,一般生成纳米级粒子并形成溶胶。 /p p style=" text-indent: 2em " 3、微乳液法 /p p style=" text-indent: 2em " 两种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定的、各向同性、外 观透明或半透明、粒径在1-100 nm的分散体系则称为微乳液。微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水组成的透明的、各向同性的热力学稳定体系。 /p p style=" text-indent: 2em " 4、水热(溶剂热)法 /p p style=" text-indent: 2em " 水热合成法是液相中制备超微颗粒的一种新方法。一般是在100-150oC温度 下和高气压环境下实现从原子、分子级的微粒构筑和晶体生长。溶剂为水称水热法,为其它溶剂如乙醇、异丙醇等时称溶剂热法。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/72a45ed5-3a7f-4aab-ac13-26fff845a89a.jpg" title=" 2.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图二 纳米氧化锌的SEM图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 二、纳米氧化锌作为隐身材料的基本原理及应用 /p p style=" text-indent: 2em " 隐身材料是用于降低军事目标可探测性的材料。材料隐身的基本原理是降低 目标自身发出的或反射外来的信号强度;或减少目标与环境的信号反差,使其低 于探测器的门槛值;或使目标与环境反差规律混乱,造成目标几何形状识别上的困难。目前雷达在各种探测器中仍占主导地位,因此雷达波隐身材料是隐身技术 中最主要和发展最快的隐身材料。雷达波隐身材料的基本性能要求是吸收雷达 波,因而这种材料又称为雷达吸波材料。 /p p style=" text-indent: 2em " 雷达吸波材料是通过吸收衰减入射的能量以减少反射能量,降低军事目标 可探测性。吸波原理通常是以下3类:一是雷达波作用于材料时,材料吸收雷达波的能量,并通过产生电导损耗、高频介质损耗、磁滞损耗等,使电磁能转化为热能散发掉;二是使雷达波在材料表面的反射波能量分散到目标表面的各个部 分,减少雷达接收天线方向上散射的电磁能;三是使雷达波在材料表面的反射波与进入材料后在材料底层的反射波叠加产生干涉相消。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/7bdaafeb-819d-4b2c-9e93-7c6be4801a38.jpg" title=" 3.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图三 波与物质作用示意图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 氧化锌是一种直接带隙的多功能宽禁带新型无机半导体材料。在室温下禁带 宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 MeV,具有良好压电特性,在紫外光发射材料、透明导电、场发射显示器件、太阳能电池与气体传感器、紫外半导体光电器件材料方面有着广泛应用。近年来人们发现氧化锌是不错的吸波材料,引起了人们极大的兴趣。 /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌是一种新型多功能的无机材料,在声、磁、光、电等方面具有很多优异性能,并且现在工业化生产各种形状的纳米氧化锌已得以实现,因此,随着研究的日益深入,纳米氧化锌将可能成为一类多功能复合型吸波隐身材料。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d0ebb66e-64b9-4619-8e93-c88086741f42.jpg" title=" 4.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图四 纳米氧化锌应用于隐身材料 /span /p
  • 薄膜拉伸强度测试仪如何区分弹性变形和塑性变形
    在薄膜拉伸强度测试中,准确区分弹性变形和塑性变形对于材料工程师、物理学家以及产品开发者而言,是至关重要的一环。这两种变形类型不仅决定了材料的基本性能,还直接关系到产品的使用寿命和安全性。本文旨在深入探讨薄膜拉伸强度测试中弹性变形与塑性变形的区分方法,以及它们在材料科学领域的应用。一、弹性变形与塑性变形的基本概念弹性变形,指的是材料在外力作用下产生变形,当外力消失时能够恢复到原始形状和尺寸的现象。这种变形是可逆的,不涉及材料的内部结构变化。而塑性变形则是指材料在外力作用下产生变形后,即使外力消失也不能完全恢复到原始形状和尺寸的现象。塑性变形是不可逆的,通常伴随着材料内部结构的改变。二、薄膜拉伸强度测试中的变形观察在薄膜拉伸强度测试中,我们可以通过观察材料的应力-应变曲线来区分弹性变形和塑性变形。在弹性变形阶段,应力与应变之间呈线性关系,即应力增加时,应变也按一定比例增加。当应力达到弹性极限时,材料开始进入塑性变形阶段,此时应力-应变曲线呈非线性关系,应变继续增加但应力增长缓慢或不再增长。三、区分弹性变形与塑性变形的具体方法应力-应变曲线分析:如前所述,通过分析应力-应变曲线的形状和变化,可以判断材料是否进入塑性变形阶段。在弹性变形阶段,曲线呈直线状;而在塑性变形阶段,曲线则呈现弯曲或平坦的趋势。卸载试验:在拉伸测试过程中,当材料达到一定的应力水平时,可以突然卸载并观察材料的恢复情况。如果材料能够迅速恢复到原始长度,则说明之前的变形主要是弹性变形;如果材料不能完全恢复,则说明存在塑性变形。残余应变测量:在拉伸测试结束后,通过测量材料的残余应变可以判断塑性变形的程度。残余应变越大,说明塑性变形越显著。四、弹性变形与塑性变形在材料科学中的应用材料选择:了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料以满足特定需求。例如,在需要高弹性的场合(如橡胶制品),应选择弹性变形能力强的材料;而在需要承受大变形而不破裂的场合(如金属薄板),则应选择塑性变形能力强的材料。产品设计:在产品设计过程中,考虑到材料的弹性变形和塑性变形特性,可以优化产品结构以提高其性能和安全性。例如,在设计弹性元件时,需要充分利用材料的弹性变形能力;而在设计承力结构时,则需要考虑材料的塑性变形特性以确保结构的稳定性和安全性。质量控制:通过测量材料的弹性模量、屈服强度等力学性能指标,可以评估材料的性能是否满足要求。同时,通过观察材料的变形行为(如弹性变形和塑性变形)可以判断材料是否存在缺陷或质量问题。五、结论在薄膜拉伸强度测试中准确区分弹性变形和塑性变形对于材料科学领域具有重要意义。通过分析应力-应变曲线、进行卸载试验和测量残余应变等方法可以判断材料的变形类型。了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料、优化产品设计和提高产品质量。未来随着材料科学的发展和技术的进步相信我们将能够更加深入地理解材料的变形行为并开发出更多高性能的材料。
  • 层压板拉伸模量及泊松比试验
    摘 要:本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机,配合手动楔形拉伸夹具、Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计,参考《ASTM D638-22塑料拉伸性能的标准试验方法》,进行了层压板的拉伸模量及泊松比试验的实例,试验结果表明,使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应层压板的拉伸试验。关键词:鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 层压板 PCB基板 拉伸试验 拉伸模量 泊松比层压板是层压制品中的一种。层压制品是由两层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成的整体。层压制品可加工成各种绝缘和结构零部件,广泛应用在电机、变压器、高低压电器、电工仪表和电子设备中。随着电气工业的发展,高绝缘性。高强度、耐高温和适应各种使用环境的层压塑料制品相继出现。印制电路用的覆铜箔层压板也由于电子工业的需要迅速发展。层压制品的性能取决于基材和粘合剂以及成型工艺。按其组成、特性和耐热性,层压制品可分为有机基材层压板和无机基材层压板,本次应用选用电路板行业常用的PCB基板-环氧玻纤层压板作为样品进行试验,通过万能材料试验机可以进行层压板的各项力学试验,表征层压板的各项力学性能,从而做好层压板的质量控制。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具,可以在不借助工具的情况下,实现试样的快速夹紧,同时配备样品夹持装置确保每次试样放置位置统一,可以大大测试提高效率以及测试的重现性;夹具采用的楔形夹紧方式,可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力,并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外,本次试验采用的Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率,可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据,给用户提供准确可靠 的试验数据,配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线,让不同的用户均可以拥有良好的交互体验,为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10KN手动楔形拉伸夹具Reliant轴向引伸计Reliant横向引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度:室温22℃左右载荷传感器:10kN(0.5级)加载试验速率:5mm/min夹具间距:115mm标距:50mm1.3样品及处理本次试验,选取层压板长度为165mm,中间平行段宽度约10mm,数量3个。图1 标准试样2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验,将样品夹持在上下夹具中,开启载荷零点保持功能后将自动消除因夹持产生的夹持力,然后分别将横向引伸计及轴向引伸计夹持在试样的中间部位,再将两个引伸计清零,以5mm/min的速度进行试验,直至拉伸应变超过拉伸模量及泊松比取值范围后卸除引伸计并直至拉伸到样品断裂。测量过程中的力以及变形数据,并生成拉伸试验曲线。图2 测试系统图(主机、夹具、引伸计)3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果图3-试验曲线从上(表1)数据以及试验曲线可以看出,拉伸曲线平滑连续,无松动打滑等异常现象,软件可以记录整个过程中完整的试验曲线,可以获取载荷、位移、轴向变形、横向变形等各项数据用于分析,数据重现性良好,可满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明,鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、Reliant轴向引伸计以及横向引伸计,可以完全满足《ASTM D638-22塑料拉伸性能的标准试验方法》标准要求,高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统,可以获得层压板的各项力学数据,且稳定可靠,这对于塑料材料的技术发展非常重要,能够为企业的产品研发、品质管理,以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。
  • 资本大鳄隐身聚光科技 股权腾挪上市出口转内销
    12月21日上会的聚光科技(杭州)股份有限公司(以下称聚光科技)有着迄今为止最豪华的创业板发起人阵容。在聚光科技的24家发起人股东中,有着VC/PE背景的股东就多达20余家。   不过,聚光科技最初计划登陆资本市场的目的地并不是创业板。聚光科技原想在境外上市,并在2007年经过复杂的离岸股权设计。但两年后,聚光科技还是决定“出口转内销”,把目光瞄准了创业板。为此,聚光科技又再度进行了纷繁复杂的股权腾挪术。最终,公司主要创始人得以国内公司持股的方式选择登陆创业板。   大鳄隐身   本报记者注意到,被福布斯誉为国内最佳投资人的朱敏算得上是聚光科技登陆资本市场的引路人。   2002年3月,聚光科技实际控制人王健、姚纳新留学期间与朱敏、YUEN KONG在美国共同设立了FPI(US),并控股聚光科技的前身聚光有限。当时,朱敏是以天使投资人的身份入股FPI(US),投入60万美元,获得聚光有限11.905%的股份。   截至目前,朱敏及其关联人控制的香港富盈控股有限公司(RICH GOAL HOLDINGS LIMITED,下称香港富盈)、绍兴龙山赛伯乐、杭州灵峰赛伯乐(合伙企业)分别持有聚光科技发行前16.45%、1.61%、1.61%股份。其中,香港富盈位列公司第二大股东。   本报记者调查发现,在香港富盈的背后还站着另一海外私募巨头合众集团。   2008年5月23日,朱敏与合众集团成立合资基金CYBERNAUT GROWTH FUND L.P.,由朱敏配偶徐郁清持有的聚光科技股权出资,合众集团以现金出资,当时确定的聚光科技转让价格为2.56美元/股。合众集团已在SIX瑞士证券交易所上市(代码:PGHN),管理的资产规模约为201 亿欧元。   在持股5%以上的股东中还包括公司第四大股东杭州赛智创业投资有限公司(下称杭州赛智),其持有公司7.26%的股份。   此外,隐身聚光科技背后的资本大鳄还包括,千橡互动集团董事长陈一舟以嘉成公司名义持股2.97% 原深圳晓扬投资管理公司总经理余紫秋任管理合伙人的天津和光持股2.39%,而藏身背后的国内另一创投大鳄上海重阳投资有限公司持有其3.33%的股份 陈茫控股的卓远控股公司持股2.19%等。   股权腾挪   根据聚光科技招股说明书预披露稿,自2002年成立至2007年9月期间,聚光科技一直由FPI(US)作为唯一控股股东。   但自2007年12月开始,为了筹备境外上市,聚光科技便展开了眼花缭乱的股权腾挪术。   2007年12月20日, FPI(US)将其所持有的公司100%股权以 1000 万美元转让给香港富盈。此前,香港富盈已发行1股股份,FPI(CAYMAN)是拥有其股份的唯一股东。本报记者调查发现,作为公司原拟境外上市的资本运作平台,公司股东均是通过FPI(CAYMAN)层面迂回持有聚光科技股份。   统计表明,在2005年9月1日至2007年4月15日期间,FPI(CAYMAN)先后定向发行了九次新股,股本增加至51020935股。   经过此后八轮新股发行后,王健和姚纳新在FPI(CAYMAN)的股份被稀释至33.67%和23.23%,分别持股约1717万股和1185万股。   2008年4月2日,控股股东层面的股权腾挪进一步升级。王健将所持股份平移至旗下空壳公司 FOCUSED EQUIPMENT LIMITED,转股价格为每股0.001美元 姚纳新将其持有的8852712股转让给控制的空壳公司BRIGHT GAIN GROUP LIMITED,转股价格为每股0.001美元,同时,姚纳新还将其持有的3000000股转让给其前妻MIAO XIN名下的EVER ELEGANCE HOLDINGS LIMITED,转股价格为每股0.001美元。   2009年1月12日,持有FPI(CAYMAN)股份的公司78位员工也将其持有的FPI(CAYMAN)股份平移转给BEST STRIVE INTERNATIONAL LIMITED。转让前后,78位员工各自持有FPI(CAYMAN)的股权保持不变。   此后,为了适应国内上市的股权结构要求,公司又于2009年10月对FPI(CAYMAN)进行了层层剥离。公司的间接股东不再继续在FPI(CAYMAN)层面上持股,而是转到国内公司持股,或是通过香港公司持股。另外,还对FPI(CAYMAN)除CYBERNAUT GROWTH FUND L.P.外的其他股东的股权进行了回购,回购价格为每股0.0332美元,对应公司注册资本为1200万美元。   在确定了回归国内资本市场以后,聚光科技股权腾挪的阵线又转移到了国内。   2009年10月19日,香港富盈与浙江睿洋科技有限公司等14家机构签订股权转让协议,约定以注册资本的价格转让其持有聚光有限81.11%的股权。   与此同时,国内创投开始蜂拥而至。2009年10月26日,杭州灵峰赛伯乐创业投资合伙企业(有限合伙)、绍兴龙山赛伯乐创业投资有限公司、杭州赛智创业投资有限公司、华软投资(北京)有限公司和北京中凡华软投资有限公司五家创投以1美元注册资本对应90元作为增资价格,共注资1.6亿元。   10月28日,公司员工持股公司杭州凯升投资合伙企业、杭州凯健投资合伙企业以1美元注册资本对应 121.49元为转让价格,悉数转让了所持2.04%和1.22%的股权,累计套现5450万元。   截至目前,公司创始人王健和姚纳新分别以控股浙江睿洋科技有限公司和浙江普渡科技有限公司的方式持股28.38%和14.94%,持有公司注册资本金额分别为391.0237万美元和205.776万美元。
  • 塑料拉伸模量及泊松比试验
    摘 要:本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机,配合手动楔形拉伸夹具、Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计,根据《GB /T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》,进行了塑料拉伸模量及泊松比试验的实例,试验结果表明,使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应塑料拉伸试验。关键词:鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 塑料 高分子 聚合物 拉伸试验 拉伸模量 泊松比塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物,可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。塑料是重要的有机合成高分子材料,由于其良好的物理化学性能,以及加工特性,被广泛应用于日常工作与生活中。根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。本次应用选用日常生活中最常见的5种塑料进行试验,可以很直观的对比出各种塑料的力学性能差异。电子万能材料试验机在塑料的力学性能分析中是属于最重要的物理性能测试设备之一。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具,可以在不借助工具的情况下,实现试样的快速夹紧,同时配备样品夹持对中装置确保每次试样放置位置统一,可以大大测试提高效率以及测试的重现性;夹具采用的楔形夹紧方式,可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力,并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外,本次试验采用的Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率,可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据,给用户提供准确可靠的试验数据,配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线,让不同的用户均可以拥有良好的交互体验,为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10kN手动楔形拉伸夹具Reliant轴向引伸计Reliant横向引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度:室温22℃左右载荷传感器:10kN(0.5级)加载试验速率:5mm/min夹具间距:115mm标距:50mm1.3样品及处理本次试验,选取5款注塑成型的塑料试样,包括原材料或增强塑料,材质分别为PP、PP+EPDM+TD20、ABS、PC、PA6+30GF,尺寸均为GB/T 1040.2的1A型试样,数量各5个。2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验,将样品夹持在上下夹具中,开启试样保护,将夹持后的预应力消除,然后分别将横向引伸计及轴向引伸计夹持在试样的中间部位,然后将引伸计清零,再以5mm/min的速度进行试验,直至拉伸应变超过拉伸模量及泊松比取值范围后,停止测试,将引伸计卸除。测量过程中的力以及变形数据,并生成拉伸试验曲线。图7 测试系统图(主机、夹具、引伸计)3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果图8-试验曲线PP图9-试验曲线PP+EPDM+TD20图10-试验曲线ABS图11-试验曲线PC图12-试验曲线PA6+30GF从上(表1)数据以及试验曲线可以看出,拉伸曲线平滑连续,无松动打滑等异常现象,软件可以记录整个过程中完整的试验曲线,可以获取载荷、位移、轴向变形、横向变形等各项数据用于分析。可以看出各种样品之间因材质不同的曲线差异,模量大刚性高的样品,曲线斜率更大,每组各5个试样重现性良好,满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明,鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、Reliant轴向引伸计以及横向引伸计,可以完全满足《GB /T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》标准要求,高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统,可以获得塑料材料的各项力学数据,且稳定可靠,这对于塑料材料的技术发展非常重要,能够为企业的产品研发、品质管理,以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。
  • 中机试验设备公司获得韩国现代机械电子有限公司电子压装机国内独家销售权
    近日,中国第一家专业致力于试验机整机、附件产品进出口业务的专业工贸公司---中机试验设备公司通过与“中国机械设备工程股份有限公司”的全资子公司“中设通用机械进出口有限责任公司”(简称:中设通用)合作,成功获得“中设通用”独家代理的韩国著名品牌现代机械电子有限公司(SORESS)电子压装机中国地区独家销售权。 韩国现代机械电子有限公司创建于1987年,是韩国著名的小型伺服压装机、自动化生产线的专业制造商,其产品应用范围非常广,包括电器、通讯、汽摩零部件、体育用品等众多领域。其产品服务于韩国现代、LG、三星、现代摩比斯、三立车灯、LS产电、ILJIN、东熙、CTR株式会社、PHC、KDAC;日本禧玛诺SHIMANO、本田摩托车、SHIROKI株式会社等知名企业。其企业的宗旨是为客户提供高性价比的产品。 韩国现代机械电子公司具有很强的研发制造能力,多项产品获得韩国专利,企业先后通过ISO9001体系认证、CE欧洲安全标准认证、INNOBIZ企业认证、S标志认证、东盟FTA认证。 主要服务客户 中机试验设备公司表示::“国内知名的机械设备工贸企业---中机试验设备公司有责任、有能力把国外高性价比的优秀产品引入国内,提升中国制造水平,更好的服务于民族工业”。 SORESS型电子伺服压装机---韩国品牌、性能稳定、操作简便 B型压装机 U型压装机 主要特点:1. 控制器:PC 控制2. 易操作界面:运动控制,载荷传感器,直流/交流电压,10.4/15”液晶显示触摸屏---最小化预设置便于操作人员对不同产品进行编程3. 适用于各种条件4. 最强的载荷控制功能:(1) 在持续负载的情况下压装---寻找需要的负载(2) 通过测量压装载荷来寻找工件的位置5. 往复精度:(1) 空载:0.005mm (常温下)(2) 负载:0.02mm6. 实时绘图功能7. 不同检测判断功能:(1) 数值判断:行程,载荷(2) 绘图判断:产生波形观察判断块8. 其他接口:(1)急停开关, 安全传感器,外部进出接口 等等9. 高效的数据管理:(1) 生成数据包并对工作数据进行管理(2) 保存工作清单(3) 查找已工作清单并重新显示10. 简易编程:命令选择方式帮助初学者简便的编写程序欲了解更多韩国现代电子压装机更多信息,请登录中机试验设备官方网站http://cn.sino-test.net/ 中机试验设备公司简介中机试验设备有限公司(英文简称:CMTE)是在中国仪器仪表行业协会关怀下成立的中国第一家专业致力于试验机整机、附件产品进出口业务的专业工贸公司,是中国试验机进出口品牌,是国机集团 中国机械设备工程股份有限公司试验机及试验平台业务的全球战略合作伙伴。 公司拥有行业资源和社会资源有 全国试验机行业协会 全国试验机行业学会 全国试验机标准化技术委员会 国家试验机质量监督检验中心 国家行业核心期刊《工程与试验》编辑部 中国机械工程学会材料分会工程试验专业委员会 这些行业和学会资源,都是中国试验机、试验技术规范和发展的技术保证,也是中机试验设备公司的品牌资源。 中机试验设备有限公司是国内顶尖的工程试验设备(系统)提供商、实验室建设全套解决方案提供商。可为用户提供包括材料试验设备(万能试验机,扭转试验机,蠕变试验机,疲劳试验机等)、建筑类专用试验设备(岩石三轴,混凝土徐变,钢绞线拉伸,沥青疲劳等)、橡胶塑料专用试验设备(冲击试验机,熔体流动速率仪,热变形微卡温度测定仪等)、汽车类专用试验设备(减震器试验机,汽车底盘寿命试验系统,弹性体试验机,传动轴扭转疲劳试验台,轨道交通转向架协调加载试验系统等)、试验系统配件(高低温环境箱,高温炉,温度可达3000℃的真空炉,引伸计,各类夹具等)、平衡机、振动台、汽车轴类校直机、无损检测设备、实验室信息化管理系统、喷涂机等产品。 中机试验设备已于与国内外多家知名厂商达成战略合作协议,是美国EPSILON公司高温引伸计、德国DOLI公司EDC系列控制器、德国LIMESS公司RTSS系列视频引伸计、德国MF公司MFL系列全自动引伸计,美国EIR公司激光引伸计,德国MCT公司ML伺服作动器、德国OERTER实验室用喷涂机等欧美知名企业中国地区指定代理商。
  • 【选购方案】申报大型仪器设备项目,助力科学仪器选购
    最近有申报大型仪器设备需求的高校及企业用户,凯尔为您整理出全面的科学仪器选择方案! 凯尔测控提供全面的材料疲劳力学性能分析解决方案,满足金属材料疲劳与断裂力学性能分析、水凝胶材料的疲劳力学性能及在线形变分析、骨科植入物材料的动态疲劳力学性能分析、橡胶材料的裂纹扩展及数据采集分析、柔性电子材料的疲劳寿命力学性能分析、生物软材料的疲劳力学性能分析等,满足用户在的材料力学性能研究需求。 金属材料疲劳与断裂力学性能分析:金属材料双轴加载测试(载荷:2000N~20kN)实现双轴同步变形,评估材料各向异性配置视频引伸计,同步检测双轴应变定制多场耦合环境附件可对金属、高分子材料、复合材料等固体材料板状试样进行面内单/双轴的静态和动态力学测试,包括拉伸、压缩、弯曲、低周循环加载等,精确测试材料在复杂工况下的力学性能。金属材料弯曲疲劳测试(载荷:6000N~12000N)金属材料弯曲试验 GB/T 232-2010 《金属材料 弯曲试验方法》配备三点弯夹具以及四点弯夹具,可根据客户不同要求选择夹具进行弯曲测试。凯尔可配备非接触式视频计的原位力学试验系统以及电磁式动态力学试验系统进行此机械测试。水凝胶材料的疲劳力学性能及在线形变分析:水凝胶裂纹扩展试验测试(载荷:50-300N)平板试样预置裂纹,计算裂纹扩展速率5N高精度小载荷传感器循环拍照,确保拍照位置在同一幅值水平骨科植入物材料的动态疲劳力学性能分析:可提供完整的骨科植入物的创伤类、关节类、脊柱类、齿科等疲劳力学性能分析解决方案。橡胶材料的裂纹扩展及数据采集分析:用以表征橡胶、塑料、复合材料等粘弹性属性测定材料在不同动态、静态载荷下的刚度、内耗、玻璃化转变、老化等特性测定材料在不同温度环境下 ( 配合环境箱 ) 的表面生热、内部生热特性获取材料储能模量 (E')、损耗模量 (E")、损耗因子 (tans) 等关键参数柔性电子材料的疲劳寿命力学性能分析:模拟人体表面复杂的拉-扭运动方式,可配合电学仪器考察片状柔性电子材料的可靠性生物软材料的疲劳力学性能分析:可实现定制循环水浴槽,模拟生物体液环境多步加载功能,实现预循环加载后拉伸试验配合非接触式视频引伸计,精确测量个方向形变
  • 聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术
    导读试验机行业是一个传统而又新型的行业。随着新材料的应用和新技术的发展,更高的质量要求带动市场对试验机提出更精确和更高性能的要求,从而获得更加真实、科学的试验数据,为技术发展夯实基础。力试科仪(LSI)专注力学试验仪器设备的研发、制造、销售和服务。其中,研发是试验机的核心和源头,高端试验机的研发,离不开与时俱进的核心技术。公司自创办以来,自主创新研发了多个主打高端产品,电子万能材料试验机、电液伺服疲劳试验机、多轴协调加载系统和各类专用试验机。这次,我们先来聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术。力试电液伺服疲劳试验机可用于各类材料的力学性能测试,例如低周疲劳、高周疲劳、裂纹扩展、断裂韧性等常规力学测试,同时也可以集成高低温、湿度、腐蚀环境箱进行复杂环境的耦合试验。这么一个可广泛用于航空航天、汽车、船舰、军工、冶金、建材、科研院校、质量检测等领域的“全能”产品,它的核心技术可分为三点进行阐述(试验机机械结构设计、测量控制系统、软件)。一、试验机机械结构设计1) 加载系统的同轴度在试验中,不同轴的情况会导致试样在拉伸试验中产生弯曲,会对试样造成“提前破坏”,弹性模量也会产生较大的偏差。我们通过不断地迭代创新,设计了对中系统调节环,它用于高精度夹具,圆试样和扁平试样的高同轴度夹持,配套系统对中套件,可以非常直观地对试样夹持前后左右以及角度方向实现六自由度的精确调整。配合标准同轴度测量试样,应变采集系统和分析软件,可以极大地改善试验加载的同轴度。2) 伺服液压缸伺服液压缸是疲劳试验机的核心部件,可直接影响到试验的准确性、可重复性和效率。力试应用独创的先进密封技术,专业的高端加工工艺,经过大量的对比试验来选择制造材料,对精度的要求极高。每个伺服液压缸的零件无一不经过严格的质检,确保装配到每台试验机上的伺服液压缸达到力试的质量要求。先进的密封技术赋予伺服液压缸极低的摩擦力和超长的寿命,在100Hz的高频下保证具有满足高端试验的精度和可靠性,并且能够实现拉压过零试验的完美控制。3) 油源液压秉承安全、高效运行的原则,融入节能、环保的现代设计理念。HPS-HE系列油源为全新一代静音液压动力系统,为实验室内液压驱动设备高效提供动能的同时,让用户尽享安静、清洁的空间。大流量液压站采用多泵组并联设计,根据需要启用一组或者几组油泵,极大的节约了能源,并有效减少了占地空间。主要特点有:a. 具有“零压”启动、高\低压切换功能;b. 恒压变量系统,保证系统压力的同时,最大化节能;c. 全密闭式结构,良好的隔音、绝热、环保效果;d. 外部无任何泄漏,避免灰尘、油液混合成垢;e. 内部优化布局,介质温度保持均匀;f. 有效的通风设置,保证良好通风、通气效果;g. 液晶操控面板,易于参数设置、监控;h. 可进行远程、本机操控;i. 可供多台设备运行,且具有先开后关功能。二、测量控制系统1) 控制器控制器是试验机设备的核心部件,一方面它在上位机软件的指挥下实现对试验设备的动作控制;另一方面它实时采集试验过程中试样上产生的力、形变,以及其它可能发生的物理量变化,在系统内都能根据控制算法将采集到的物理量变化又反馈到控制上。控制器关键性能:a. 系统频率:控制器的系统频率作为控制系统的关键指标,它决定控制器的闭环控制能力,系统频率越高意味着可以执行反馈控制的能力越强,可以支持试验机设备的动作越快,控制精度也越高。b. 采样频率:指控制器在每个时间片有效的采样数,对于大多数控制器而言,采样频率与系统频率一致,运行速度越高的试验需要控制器的采样频率越高,才可保障在短时间试验过程中有足够的力、变形、位移等的采样数据。c. 试验频率:试验频率是指设备用于疲劳试验时,每秒可支持的循环次数,它由多方面的因素决定(包括设备可支持的最大移动速度、加速度以及过零点时的平稳切换能力等因素有关),控制器可支持的试验频率则是最重要环节。d. A/D分辨率:是指控制采集系统模数转换能力,常见的A/D芯片有24位、20位、16位等,不同的A/D芯片能力不同,可提供的分辨率存在差异。e. 曲线吻合度:控制能够按预定的轨迹函数执行,控制器的控制算法起到关键作用。f. 稳定性:对于疲劳试验或长时间蠕变、松弛等试验,很多试验时间以月为单位,系统的稳定性十分关键。2) 力值测量系统力值测量系统是试验机不可或缺的测量部分,几乎所有类型的静态和动态材料物理性能测试设备,都离不开对力值的测量。无论是拉伸、压缩、冲击、剪切、剥离、疲劳还是断裂力学试验,力值都是最重要的测量指标。常见的力传感器有应变式、压力式、压电式以及加速度计等类型。力值测量系统关键指标:a. 零点漂移:是指在传感器静置状态下,发生的力值变化,一般而言,变化范围越小,说明传感器越稳定或环境干扰越小,但静止不变时,也有可能是传感器系统的灵敏度不够或A/D分辨率高导致。b. 温度漂移:是指传感器在环境温度变化情况发生的力值偏移。c. 非线性度:在传感器的量程范围内,线性好坏常用非线性度指标,非线性度值越低,说明线性越好。d. 特殊的,疲劳试验机的测力传感器一直处于高频交变的工作状态,弹性体相关的迟滞性、蠕变特性等和普通的静态测力传感器有很大的区别,一般疲劳机的力传感器在这些方面的指标远优于常规的载荷传感器。3) 变形测量系统变形测量系统是试验机常用的测量部件,它一般用于测量试样标距内的变形、弯曲扰度、裂纹开口宽度变化、压缩高度变化以及冲击产生的变形等。a. 变形测量系统按照是否接触试样,可分为接触式引伸计和非接触引伸计。常用的接触式变形测量装置包括:电子引伸计、全自动引伸计、千分表、扰度计、电容感应式引伸计、电磁感应式引伸计等.常用的非接触式变形测量装置包括:视频引伸计、激光位移计、红外位移计等。非接触式引伸计具有对试样无损伤测量的特点,对于软材料、复杂环境、大变形测量方面有不可替代的优势。b. 变形测量系统按照温度适用范围又可分为;常温引伸计、低温引伸计和高温引伸计等。变形测量系统关键指标与力传感器的关键指标基本相似。c. 应变疲劳对引伸计有更高的要求,需要更高的分辨率和响应频率。特别是高温应变疲劳引伸计,具有很高的技术难度。4) 位移测量系统与力传感器测量系统和变形测量系统稍有不同,位移测量系统一般是伴随机器提供,它主要用以捕获设备横梁或作动器的移动变化,是设备实现精准移动控制的重要测量部件。位移计常见有用于间接测量的固定在电机轴上的旋转编码器和直接用于测量横梁或作动器运动的LVDT、光栅尺、拉线编码器、磁滞伸缩计等。电子万能试验机一般采用旋转编码器,实现横梁位移的间接测量,位移的分辨率是通过编码器的线数、丝杆螺距、减速比等参数间接计算获得;而液压机和大多数的疲劳试验机则多以直接测量为主,位移的分辨率直接体现在位移传感器上。无论是间接测量还是直接间接,由于受到试验机机架、力传感器连接部件和试样夹具等部分的柔度影响,往往作用到试样上的变形,不能简单等同于位移测量值,两者之间实质上存在较大偏差。三、DynamicExpert试验软件力试自主知识产权多用途动态测试软件DynamicExpert ,是款易上手却不失专业性的试验软件。它具有简单直观的方案编辑界面、灵活方便的曲线调整功能、可配置的实时循环数据运算功能、强大的数据存储功能、丰富的试验波形支持以及快捷的试样保护功能。a. 试验机试验应用技术:先进复合材料试验软件包,低周疲劳试验软件包、裂纹扩展试验包(恒载增K、降K、恒K )、断裂韧性试验包(KIC、CTOD、J1C试验、阻力曲线)、谱载试验软件包、弹性体试验软件包等;特别是裂纹扩展实时自动降K 、 弹性体动刚度、弹性刚度、阻尼刚度、损耗角、能量、阻尼系数的核心算法跟多个权威客户家进行了多次数据对比验证。b. 软件的高密度据数据存储技术:力试的疲劳试验软件实现了高达10^8寿命试验数据全部通道数据高密度数据存储、数据检索查询功能,并且正在申请自主知识产权。c. 实时数据处理技术:循环载荷峰谷值、动态模量、塑性应变、弹性应变、刚度、损耗角等实时数据高性能运算处理。d. 在软件的稳定性、可靠性、扩展性定制、软件的开放性、可升级性等方便;力试的软件经过了多家客户的耐久测试,在多个客户现场经历过3000小时以上,系统不重启、软件不卡、不出异常的考验。e. 软件控制方面:已经实现了相位自动调整、加载起点终点同步协调控制功能;试样保护模块有效了解决了夹持载荷过大的问题。 结语力试深知,试验机的核心技术便是企业的核心技术。我国试验机产业要想取得良性发展,必须注重技术创新,牢牢掌握核心关键技术。正如文章导读所说,新材料技术的应用和技术在不断发展,这也表明试验机行业绝不能停滞不前。力试重视技术人才的引进和培养,提高企业专利意识,加强与高校、企业的交流合作。近两年的基础研发投入(R&D)为7.87%、10.95%,比肩发达国家的企业基础研发投入,取得多项成就,在国产试验机行业中大放光彩。我们会继续秉承自主创新精神,加强交流合作、开拓视野,在关键领域、卡脖子的地方下大功夫,集合精锐力量取得更大的突破。本文作者:力试科仪
  • ​深圳三思纵横试验机|闪耀第36届CHINAPLAS国际橡塑展备受关注!
    4月23日-26日,为期4天如火如荼的“CHINAPLAS国际橡塑展”圆满闭幕,塑料圈的朋友们相聚上海国家会展中心(虹桥),共话行业发展。此次展会观众人数再创新高,盛况空前。5.2馆D28展位三思纵横材料力学试验机以其卓越的产品质量和创新技术吸引了众多中外来宾的关注,展位现场人气爆棚!三思纵横试验机产品闪耀聚焦,咨询量创新高,中外来宾纷纷前来咨询和体验试验机产品,三思纵横的工程师们热情地接待了每一位前来咨询的客户,耐心解答各种技术问题。现场操作演示,详细介绍了每款设备的技术特点和应用场景,让现场观众深入了解 三思纵横试验机的专业水平和技术创新能力。展台现场,许多客户对三思纵横的试验机产品表示出浓厚的兴趣,并现场进行了深度交流,希望建立长期合作关系。展会期间,三思纵横展台亮相的几款电子万能试验机、电子式动态疲劳试验机、热变形维卡软化点试验机以及视频引伸计等设备以其精准的测试结果和优秀的性能赢得了广泛好评。这些产品采用了先进的技术和工艺,能够满足各种橡胶、塑料、复合材料等的测试需求,受到了广大咨询客户连连点赞。热点产品三思纵横微机控制全自动系列试验机,这是新型智能化高精度的材料力学测试设备,具备全自动引伸计和视频引伸计,可实现试样的自动测量和拉伸过程的自动控制,大大减少了人工操作,提高了试验效率。适用于各种金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等试验。可满足GB/T、ASTM、DIN、JIS等相关标准,适用于不同行业的材料测试需求。采用高精度轮辐式传感器与活塞刚性联接,试验力值更准确,试样断裂时对地面冲击力小,保证了试验结果的准确性。具有全程智能自动化、精准的控制系统、多种试验模式、广泛的适用范围、高效的数据处理、安全可靠、友好的操作界面和良好的稳定性等优点。三思纵横电子万能试验机可以用来测试塑料、橡胶和复合材料的各种力学性能,如拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度、撕裂强度等。这些数据对于材料的研发、生产和质量控制至关重要。不仅帮助企业提高产品质量,还是新材料研发和生产过程不可或缺的工具。三思纵横动态疲劳试验机是一种模拟材料在实际使用中反复载荷作用下的性能变化的试验设备。能够连续不断地对试样施加周期性的载荷,模拟实际工程中的循环载荷效应。可根据试验需求选择不同的控制方式,能够提供广泛的载荷和频率范围,以适应不同材料和产品的测试需求。具备高刚性和高稳定性的结构设计,以确保试验过程中载荷的准确性和重复性。备有自动化和智能化系统,能够实现试验过程的自动控制、数据采集和处理,以及远程操作等。能够提供精确的试验数据,并通过软件进行数据分析,帮助用户评估材料的疲劳寿命和性能,可应用于金属、合金、陶瓷、塑料、橡胶、复合材料等多种材料的疲劳性能测试。三思纵横热变形维卡软化点试验机用于测定热塑性塑料及热塑性管材管件的热变形及维卡软化点温度。集高精度、自动化、多标准兼容、安全环保、用户友好操作界面、灵活的升温速率设定、试验结果可追溯性和报告生成以及优异的结构设计于一体,是非金属材料领域研发、生产和质量控制的重要工具,显著提升产品和市场的竞争力。三思纵横在材料力学试验机行业深耕多年,追求卓越品质,打造力学试验机行业标杆,始终致力于为用户提供精准可靠、操作简便的测试设备和完善的技术支持,为推动橡塑、复合材料等行业的发展,我们一直在努力。
  • 【综述】红外隐身材料的应用及其研究进展
    随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的开发已成为一个迫切的需求。红外隐身效果受温度和红外发射率的共同影响,但以往的研究大多集中在单一因素上,从而限制了红外隐身产品的有效性。据麦姆斯咨询报道,近期,西安工程大学的科研团队在《印染》期刊上网络发表了以“红外隐身材料的应用及其研究进展”为主题的文章。该文章第一作者为陈海通,通讯作者为王进美教授。本文介绍了各类红外隐身材料的优势和局限性、近年来的研究进展以及未来发展趋势,重点包括基于不同的材料在红外隐身领域所发挥的独特作用。红外隐身原理在了解红外隐身机理之前,深入研究其探测原理有利于更好地规避和反制。隐身技术与探测技术双方是相互抵制的关系,二者都是围绕目标和背景两个对象进行展开,探测是通过不断放大目标与背景的差异,从而识别出目标,隐身则是缩小两者的差异。例如,在飞机上,不同的探测器通过六个相应的特征——声学、视觉、烟雾、雷达、红外和轨迹特征来探索它们存在的迹象。红外探测主要基于热成像原理,加之物体本身就是红外光源。红外波可以覆盖0.76~1000μm的范围,可细分为五个部分(如图1所示):近红外波(NIR,0.76~1.5μm),短红外波(SWIR,1.5~ 3μm)、中红外波(MWIR,3~8μm)、长红外波(LWIR,8~15μm)和远红外波(FIR,15~1000μm)。由于地球大气层吸收了大部分红外线,仅对3~ 5μm和8~14μm范围内的电磁波相对透明。因此,在两个大气窗口中隐藏目标的自发辐射是击败红外探测器的有效措施。图1 各种波段的比较及相应的隐身应用除此以外,材料性质、表面粗糙度和厚度等许多因素都会影响红外发射率。考虑到材料的自身特性,其红外发射率与原子核和外核电子的相对位移(正负电荷中心不一致产生的电偶极矩)密切相关,带负电的外核电子和带正电的原子核会受到外电场的影响。这三个方面体现在复介电常数、电导率和晶格振动对材料红外发射率的影响上。红外发射率的复介电常数实部依赖性主要受材料的极化度控制,与本征极化偶极矩数、离子半径、晶格常数等因素密切相关。而表面粗糙度对红外发射率的影响可归纳如下:一方面,入射辐射在物体不平整表面的漫反射增加了物体表面吸收红外辐射的机会,导致吸收率增强;另一方面,凹凸不平的表面提高了辐射体的相对辐射面积,从而增加了辐射能量和相应的发射率。此外,随着材料厚度的增加,红外发射率也会增加。金属材料的热辐射特性发生在几微米的表层,可以认为表面特性和发射率与厚度无关。对于大多数非金属介电材料,辐射都有一定的穿透深度。因此,非金属电介质和半透明材料的发射率不仅取决于它们的表面状态,还取决于样品厚度。红外隐身方法点源探测和成像探测是两种主流的红外探测方法。点源探测主要与探测距离有关,可检测到的最大距离R。为了最小化目标检测距离,红外辐射特征J越小越好。成像检测主要是利用背景与目标间的热辐射能量之差进行测试。一般来说,发射率高,物体很容易暴露在红外探测器下。为了实现红外隐身伪装,背景和目标物体之间的红外发射强度差异应该足够接近可以忽略不计。因此,降低辐射能E对于红外隐身是必不可少的。控制目标表面温度和降低目标表面发射率ε是获得良好红外隐身能力的主要途径之一。到目前为止,控制表面温度的主要方法是热隔离和热通量控制。理想的绝缘材料是空心玻璃微球(HGM)、气凝胶、热毯、纳米纤维膜、微/纳米多孔泡沫、软木和皮革等隔热材料。其中,HGM和气凝胶在红外隐身领域应用较多。但这种方法的局限性同样明显,因为环境等限制条件,有时物体的表面温度很难改变,所以当物体的T难以改变时,具有低ε的产品具有出色的红外隐身能力。根据Hagen-Rubens定律,电导率与低ε正相关。例如Cu、Ni和Al等金属,以及一些导电聚合物,如聚苯胺(PANI)是低ε材料。但是金属在可见范围内具有高反射率,这会降低视觉伪装效果。因此,金属材料一般被用作填料。目前,研究人员主要通过对金属填料进行改性来实现低发射率与低光泽度的兼容。综上所述,实现红外隐身的最佳途径是削弱和调整目标的红外辐射能量特性,同时使其尽可能接近背景。因此,将“目标+背景”的组合识别为“与背景相似的物体+背景”的组合,这样更有利于欺骗检测器。红外隐身材料隔热材料中空微珠作为隔热材料具有超微小孔隙结构、空心结构或多层结构等特点,因而具有很低的导热系数和吸水率。将其作为填料可以显著降低目标热量的传导,从而有效降低目标的红外辐射能量。2018年,焦钰钰团队开发了一种由纯无机矿物组成的玻璃微珠,该微珠会与基体表面形成一个中空气体层从而阻断热传导,因其蜂窝中空结构故,而它的导热系数很低,涂层具有非常好的隔热保温效果。同时,中空玻璃微珠可以将太阳85%以上的热量反射阻隔在基体表面。PAKDELl团队在2020年将空心微珠颗粒与TiO₂纳米粒子共混,制备了织物用隔热涂料,涂料具有良好的隔热性能并降低了织物的可燃性,另外空心微珠颗粒的存在及其浓度也会直接影响织物的近红外反射率。该团队利用红外热成像仪证明空心玻璃微珠防止涂层织物快速散热,此功能可以应用于保暖织物,还可以减少从室内空间到建筑物外的热量损失,进而有效提升红外隐身性能。凝胶系列中的气凝胶具有极低的密度、低导热性和高比表面积,是一种具有3D互穿网络的高度多孔材料。空气层分裂成小块,可以抑制热量的相对流动。此外,气凝胶骨架赋予固体热传导路径复杂而漫长,从而增强散热能力。2020年,ZHANG的团队开发了双向各向异性聚酰亚胺/细菌纤维素(b-PI/BC)气凝胶,它们具有良好的各向异性成型性、质量轻和出色的隔热性能(图2)。与单一的PI气凝胶和其他商业绝缘材料(聚氨酯和聚苯乙烯泡沫)相比,b-PI/BC气凝胶在相当大的温度范围内有效地阻止了传热,并具有稳定的隔热性能(图3)。图2 b-PI/BC气凝胶的合成流程图3 与其他商业绝缘材料相比,bPI/BC气凝胶具有良好的隔热性能此外,WU的团队在2022年通过改变CuS的添加量和热还原策略设计了rGO/CuS复合气凝胶。CuS的添加有效地调节了红外发射率和隔热性能。加热30 min后,由于其多孔结构,它会保持原始温度。因此,层压多孔结构和多组分赋予复合气凝胶隔热和红外隐身多功能性。该团队还通过简便的溶剂热法和随后的冷冻干燥制备了rGO/CuS@PCM气凝胶(图4)。它们在8 ~ 14 μm的红外发射率从0.82调节到0.59。虽然气凝胶是当前密度最小、隔热性能最好的固态材料,但其存在强度低、易碎等缺陷,在一定程度上限制了它的应用。图4 rGO/CuS@PCM气凝胶制备过程示意图相变材料相变材料(PCM)由于其卓越的热管理能力在红外隐身功能材料领域受到特别关注。目前,许多研究人员将相变材料微胶囊化再应用于红外隐身涂层中。相变微胶囊(MPCPs)是一种具有核壳结构的相变储能材料,其原理是通过相变材料的放热和吸热过程来调节温度。GU Jie团队在2021年采用二十烷作为相变材料(PCM),三聚氰胺、尿素和甲醛(MUF)作为壳材料形成微胶囊。然后,将聚苯胺(PANI)沉积在这些微胶囊的表面以形成了具有温度控制和低红外发射率的双壳微胶囊(DSM)。经测试,具有1.354 mm厚涂层的红外隐形织物可冷却高达11.2 ℃,并且控温过程持续27 min,红外发射率达到0.794。该面料在实际使用中具有显著的红外隐形效果和良好的耐用性(图5)。图5 红外隐形织物的红外图像然而传统的PCM通常表现为具有固定转变温度的刚性固态或流动液态,极大地限制了它们的应用,特别是在多波段隐身和多场景中。因此,很多团队在这方面进行了改良,例如2023年DENG团队首次设计并构建了一种用于同步视觉/红外隐身的本征柔性自愈合相变薄膜。该相变膜具有固-固相变行为,转变温度(从38.8 ℃到51.1℃)和热函(从79.7 J/g 到116.7 J/g)可调,该相变薄膜可定制不同颜色和多种配置,在多场景下展现极佳的视觉隐身功能。此外,该相变薄膜具有热管理能力,并在各种温度下对目标物表现出红外隐身性能,且具有长期循环稳定性(500次循环)和出色的柔性。此外,PCM与气凝胶结合的复合材料也可以达到优秀的红外隐身效果,在2019 年,LYU的团队首先制备了Kevlar纳米纤维气凝胶(KNA)薄膜,然后与PCM结合以获得KNA/PCM薄膜,发现具有热管理功能的KNA/PCM复合薄膜在太阳光照的室外环境中表现出优秀的红外隐身性能。在此基础上该团队还提出了一种由隔热层(KNA薄膜)和红外吸收表面层(KNA/PCM)组合的结构,以隐藏红外检测中的热目标。与其他红外隐身材料相比,KNA−KNA/PCM组合结构涂层靶材由于优异的隔热性和超低红外透过率,红外隐身性能更优秀。这样的结构在未来军事和工业领域的应用具有巨大的潜力,为红外隐身技术提供了更有效的解决方案。纳米结构材料纳米结构材料在很宽的频率范围内表现出均匀的吸波特性。因此,它在红外和雷达波隐身材料的应用较多。由于红外光的波长远大于纳米颗粒的尺寸,导致纳米材料对红外光具有高透过率,使红外探测器接收到的反射信号变得很微弱,从而实现红外隐身效果。为了促进材料的多通道相容性,由两种或多种组分组成的纳米复合材料显著增强目标的红外隐身性能。研究发现,核壳纳米复合材料可以通过核和壳组分的相互修饰来调节。由于壳成分存在于核壳结构的外表面上,所以表面功能的操纵可以有效地满足不同的应用需求。近年来,由结构核和功能壳组成的核壳纳米复合材料在低发射领域受到越来越多的关注。例如WANG团队通过在SiO₂颗粒表面上层层组装剥离的LDH(层状双氢氧化物)纳米片和DNA生物分子,成功制备了SiO₂@DNA-LDH(图6)纳米复合材料,并测试了样品在8~14 μm波长下的红外发射率值,发现SiO₂@DNA和SiO₂@LDH的红外发射率值分别降至0.732和0.658。以DNA插层LDH为功能壳构建SiO₂@DNA-LDH核壳纳米复合材料,由于DNA和LDH纳米片之间的氢键或静电相互作用,以及DNA-LDH壳层形成加强的物理限制,红外发射率值进一步降低至0.458。图6 (a)SiO₂和(b)SiO₂@DNA-LDH纳米复合材料的扫描电子显微镜(SEM)图像,(c)原始SiO₂(d)、(e)和(f)SiO₂@DNALDH纳米复合材料的透射电子显微镜(TEM)图像此外,纳米金属材料在隐身材料中的应用同样备受关注。ZnSe因其在红外区域优异的非线性光学性能,Co在红外区的良好吸收特性,为过渡金属的掺杂提供了选择。但一种材料的微观结构会影响其光学特性,例如吸收、反射和透射。尽管ZnSe和Co具有良好的红外特性,但其电子空间分布仍然较差,不利于材料的吸收和光传导。Ga表现出高电子浓度和结构保护特性。因此,将Ga元素引入到材料中,不仅可以控制材料的微观结构,还可以改善材料的空间电子态分布。2021年PAN等人通过PLD(脉冲激光沉积)在不同的Ar气体下制备了一种适用于抗近红外探测的纳米CoGaZnSe多层薄膜。通过XRD(X射线衍射)、拉曼光谱和模拟研究了薄膜的微观结构发现通过控制生长压力来改变晶体特性、键合和电子的空间分布。在不同压力下获得的薄膜具有不同的透射率。根据这一特性,将具有不同透光率的薄膜与多层薄膜相结合,可以减少红外反射。该团队将多层薄膜涂在普通衣服的表面,然后使用红外探测器进行测试。结果表明,CoGaZnSe多层薄膜的抗近红外检测率最高可达86%,大大降低红外探测的量子效率。碳基复合材料碳材料以其质量轻、比表面积大、机械强度高和良好的导电性等的特性,彻底改变了隐身技术领域。炭黑、碳纳米管以及石墨烯的使用为合成轻质、多功能和智能红外隐形材料提供了新的可能性。例如,可以使用低发射率材料改性的碳纳米管用于屏蔽目标的红外辐射;可以通过石墨烯的添加巧妙地实现温度的动态调节,从而改善静态微/纳米结构只能改变热发射率,固定的热管理材料不能根据需求和环境调节温度的缺点。因此,碳基复合材料为红外隐身领域的设计和性能控制提供了高度的灵活性(图7)。图7 碳材料在红外隐身方面的优势零维材料炭黑作为全球生产最丰富的碳形式之一炭黑(CB),是碳基材料最早使用的原材料。但是单独添加炭黑会增强红外波段吸收,这对红外隐身不利。涂料的三个部分分别为添加剂、填料和黏合剂。其中实现红外隐身的关键在于各种填充物。金属填充物可以显着降低红外发射率,例如铝。但是金属对可见光的强烈反射与视觉隐身相冲突。2019年,LI和他的团队将直径为30~45 nm的炭黑纳米粒子直接喷涂到纳米多孔硅渐变折射薄膜上的5μm厚可转移阳极氧化铝(AAO)模板上。经实验测试,该薄膜在2.5~15.3 μm范围内平均吸光度为97.5%,远高于纳米多孔硅和AAO模板。此外,带有炭黑的AAO模板可以很容易地转移到其他结构上,可以更好地隐藏不同物体的热特性,从而进一步隐身。其本质是光通过AAO模板在内部多次反射,而随机的炭黑颗粒充当散射中心。通过炭黑和纳米多孔硅对光的进一步吸收和捕获,使复合结构能够实现非常低的反射率。因此,炭黑需要与具有较低红外发射率的材料结合使用,才能实现良好的隐身性能。一维材料碳纳米管兼具轻质、可控、高导电、形貌可调和优异机械性能的碳纳米管成为红外隐身复合材料的中流砥柱。许多文献表明,碳纳米管的强度是钢的100倍,密度是钢的六分之一。此外,碳纳米管具有约6 000 W/mK的高导热率,且导电率远高于铜。这些优势将成为多壁和单壁碳纳米管在红外隐身领域应用的关键。低红外发射率材料能以涂层和复合材料的形式制备。2016年,CHU团队成功开发了银颗粒改性碳纳米管纸(SMCNP),并制备了一种具有超低红外发射率的SMCNP/玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料用于红外隐身,以解决飞行器中金属添加剂和纤维增强聚合物(FRP)复合材料难以形成整体的问题。此外,静电纺丝是生产薄膜的独特方法。静电纺丝可以生产2纳米到几微米的纤维。2018年,FNAG等人通过静电纺丝制备聚偏二氟乙烯(PVDF)纤维膜和单壁碳纳米管(SWNT)改性PVDF(命名为SWNT/PVDF)(图6)。壳聚糖处理后,将金纳米粒子浸入金溶胶中并搅拌以修饰薄膜。在静电力的作用下,Au纳米粒子牢固且非常均匀地固定在两种纤维的表面。研究发现,PVDF和Au-PVDF纤维膜的红外发射率值分别为0.82和0.76,而SWNT/PVDF和Au-SWNT/PVDF薄膜的值分别低至0.77和0.68,说明单壁碳纳米管与金颗粒结合后性能更好。二维材料石墨烯石墨烯具有独特的二维蜂窝状晶格结构,从而赋予其相互连通的多孔结构、高表面积、良好的导热性和优异的导电性等性能,被广泛应用于催化、电池、生物医药等领域。然而,石墨烯在传统红外隐身领域,如降低涂层发射率、隔热、吸收热辐射等,既没有表现出突出的性能,也不具备足够的潜力与其强大的性能相匹配,这是因为蜂窝结构对波的散射有强烈的影响。此外,基于热辐射产生原理,由于石墨烯的能隙为零,所以石墨烯本身不发射热辐射。因此,石墨烯很难以传统的方式直接制造具有极低发射率的材料。但石墨烯可以通过石墨烯层中的离子液体嵌入和外部电压调制,将红外发射率控制在0.3~0.7的范围内。2021年,SHI的团队通过组合石墨烯纳米片和Fe₃O₄纳米粒子,显着增强微波吸收且提供轻巧而坚固的支撑。该团队将其进一步集成到具有隔热性能的PI气凝胶中,并使用聚乙二醇(PEG)作为相变材料,获得了一种新型的兼容电磁和红外的双隐形薄膜。PI/石墨烯/Fe₃O₄杂化气凝胶薄膜具有多孔结构,导热系数低,可以抑制红外热辐射,使其具有红外隐身性。为防止温度随外界不断发生变化,上部采用PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG薄膜,既能提供低温显热吸收,又能提供高温潜热吸收,最终实现双重热缓冲,从而更好地协调热力学与红外隐身的关系。图8 (a) (S1) PI/石墨烯/Fe₃O₄混合气凝胶薄膜、(S2) PI气凝胶/PEG复合薄膜和(S3) PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG复合薄膜在加热和冷却过程中记录的红外热成像图像。根据红外热像分析格式确定的(b)加热和(c)冷却过程中温度随时间变化的图像光子晶体光子晶体是一种新型结构材料,由于其光子带隙和光子局域化两个特性使得控制物体的自发辐射成为可能。通过调节光子晶体的结构,可以使光子带隙处于特定红外电磁波段,最终在红外波段具备高反射率与低发射特性。利用光子晶体禁带的高反射、低辐射等特点,可以改变目标的红外辐射特性,以干扰探测器的捕获光谱,使其无法被红外线侦察装置侦测到,从而实现红外隐身。目前,光子晶体在红外隐身材料的研究主要集中在一维光子晶体材料和三维光子晶体材料,这两种材料由不同折射率的介电层堆叠而成。由于一维光子晶体易于设计和制造,近年来许多研究人员对其进行了深入研究。例如DONG Qi等人开发了基于ZnS/Ge的一维光子晶体(1DPCs),在波长3~5 μm处测量反射光谱,得到了95.1%的平均反射率;使用ET-10红外发射仪测得平均发射率低至0.054,完全满足红外隐身需求。三维光子晶体的制造方法有微机械加工法、半导体工艺法、激光全息干涉法等。由于三维光子晶体在不同方向上存在很好的对称性,因此利用上述制造方式能够成功得到具有禁带的光子晶体结构,例如层叠的硅棒排列制备三维光子晶体可以有效减少红外波段带隙内目标的红外辐射,并增强带隙外的红外辐射。此外,以钨为代表的三维金属叠层结构具有更宽的禁带,可以选择性地控制辐射。这两种光子晶体红外隐身材料结构复杂,价格昂贵,不利于大规模应用。而胶体基元自组装法因方法简便、容易操作、成本低廉、重复性好等优势,成为一种相对普遍的实验室制备光子晶体方法。LI团队使用机械强度高、化学稳定性强和高温稳定性好的聚苯乙烯胶体微球采用逐层法制备了红外吸收波长为3.30 μm和3.42 μm的三维光子晶体材料,并通过气液界面自组装制备单层聚苯乙烯光子晶体膜。该材料实现了3~5 μm可探测波段红外辐射特性的调制,满足红外隐身要求。总结与展望在过去的几十年里,研究人员对红外隐身材料性能的研究主要集中在调整发射率和温度控制进行热管理这两个方面,而对其机理研究不够深入。随着电子技术和先进探测器的不断发展,单波段隐身材料已难以适应现代军事环境。因此,隐身材料的研究需要向多波段兼容隐身方向发展。其中,突破的关键是弄清楚各个电磁频段之间的内在联系。例如对于红外-可见隐身,光谱和背景光谱特性应尽可能一致(0.38 ~ 0.76 μm),需要一个合适的ε来减小目标与背景之间的红外辐射差异(8 ~ 14 μm、3 ~ 5 μm和1 ~ 2.5 μm)。而对于雷达红外兼容隐身,雷达吸波材料需要高吸收率和低反射率,而红外隐身材料需要高反射率和低ε,这就要求综合考虑隐身机理、制备工艺、材料稳定性和兼容性等问题。目前,实验室制备的样品量很少。如何让合成和设计的材料可以大规模生产,并具有其他优良特性,以确保它们可以在实际环境中使用,仍然是一个很大的挑战。其中,可调整、简便的合成路线备受关注。如何设计具有综合特性的产品也是未来发展的方向之一。例如,耐高温是一个重要因素,因为受保护设备(如飞机)的外表面热平衡温度,飞行时高度很高,普通涂层无法提供隐身性。此外,飞机、舰船等军事装备通常在浓烟、潮湿、气候恶劣的环境下工作,容易产生腐蚀缺陷。因此,耐蚀性对于提高军事装备的质量和可靠性具有重要意义。为适应环境变化,开发智能隐身材料势在必行。传统的伪装防护技术是静态的,缺乏环境适应性。智能隐身材料具有感知、信息处理、自主指挥和对环境信号作出最佳反应的功能。因此,如何设计能够主动适应环境的智能隐身材料是伪装隐身技术进一步提高军事目标在复杂战场环境中的生存和突防能力的重要发展趋势。
  • 高铁检测仪器发布等双轴拉伸试验机(橡胶有限元分析)新品
    1 研发背景:橡胶材料具有许多独特的物理特性,如强弹性、易变形、耐磨性等,这使得其在工程上得到了广泛应用,同时作为一种超弹材料,橡胶在受力过程中可以看作一种只有形状改变而其体积几乎无变化的不可压缩物体,同时还伴随着几何非线性和物理非线性变化,所以在进行有限元分析(简称FEA,是将连续问题离散化的一种方法)时,正确了解橡胶材料的力学性能参数十分重要。想要完整的表述橡胶超弹性材料模型需要6种纯应变状态的力学实验,单轴拉伸、单轴压缩、双轴拉伸、双轴压缩、平面拉伸以及平面压缩,传统的拉力试验机搭配合适的夹具以及位移传感器可以进行单轴以及平面的实验,但是对于双轴实验的局限性较大。2 原理:等双轴拉伸(又叫多轴拉伸)借助多个环形排列的滑轮、钢丝绳和特制环形治具等代替传统的双轴试验机对试样进行拉伸,其形式也由垂直形式的双向拉伸转换为单向的拉伸,在保证实验效果的前提下更易实现;同时借助平面夹具可以进行单轴的平面拉伸试验,其中平面拉伸和平面压缩试验在应力状态上是等效的。创新点:创新点:16轴等双轴拉伸,目前国内外多采用双轴拉伸,误差较大。首创唯一。 1.等双轴拉伸,是企业和高校有限元分析建立橡胶材料的本构材料模型所必需。 2.采用激光引伸计,位移分解度可达0.00004mm 3.测试功能丰富,可实现进行单轴拉伸、等双轴拉伸、平面拉伸三种测试。 等双轴拉伸试验机(橡胶有限元分析)
  • “小设备”引起大关注,长春机械院亮相南京科学仪器及实验室装备展
    南京科学仪器及实验室装备展作为华东地区规模最大的,全国顶尖的综合性科学仪器及实验室装备类专业展会圆满结束,长春机械院多款产品受关注,华东地区高校老师、教育装备经销商等纷纷来我院展位交流洽谈。 “小设备”引起大关注 体积小巧,做工精致的MTEST系列原位测试仪引起了高校老师们的热情关注,成为展会的焦点,老师们对原位测试设备的机型结构,试验方法等都进行了详细的了解。 我院展出的传统试验领域D系列电子万能试验机、高精度引伸计传感器等也吸引了很多新老客户前来参观,客户对我院新型电子万能试验机的产品性能、外观造型、使用方便性等多方面给与了肯定。 行业媒体关注 仪器仪表行业知名网站中国化工仪器网记者光临我院展位,我院中机试验设备工程师向其详细介绍了我院重点新产品-微观力学性能原位测试仪、高温引伸计等产品,记者对我院以引领中国工程试验发展方向为己任,紧跟国际前沿试验技术发展脉搏,推动我国微观原位测试技术产业发展给与高度评价。 原位测试 原位测试(微观力学测试+可视化监测):在纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试,可兼容集成扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪、原子力显微镜(AFM)、图像控制器(CCD)、金相显微镜等成像设备对材料发生的微观变形损伤进行全程动态监测的一种力学测试技术,深入的揭示了各类材料及其制品的微观力学行为、损伤机理及其与载荷作用和材料性能间的相关性规律。
  • 载誉而归!Tinius Olsen 天氏欧森斩获2017年度科学仪器行业优秀新产品及最受关注仪器两大奖项
    2018年4月15日,中国科学仪器行业的“达沃斯论坛”——2018(第十二届)中国科学仪器发展年会(ACCSI 2018)在常州香格里拉酒店隆重召开,吸引了科学仪器及检验检测行业1000余位高端人士与会。在当晚的“仪器风云榜颁奖盛典” 上,首次揭晓了“2017年度科学仪器行业优秀新产品”获奖名单,Tinius Olsen天氏欧森(以下简称Tinius Olsen)凭借着50ST电子万能试验机+VEM视频引伸计试验系统,与其他29台仪器获此殊荣。中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士、国家粮食局科学研究院谢刚研究员、南京市产品质量监督检验院周骏贵院长、国检集团(CTC)总经理马振珠为获奖企业代表颁发了奖项。第十二届“科学仪器优秀新产品”评选活动共有287家国内外仪器厂商申报了688台2017年度上市的仪器新品。经仪器信息网编辑初审、2017科学仪器优秀新品评审组初评,共132台仪器入围。经过超75位业内资深专家按照严格的评审程序进行评议后。最终评选出了30台“2017年度科学仪器行业优秀新产品”。加上之前已经公布的最受关注仪器奖(获奖产品300ST电子万能试验机),Tinius Olsen此次获得共斩获了仪器行业奥斯卡的两座“小金人”。50ST电子万能试验机+VEM视频引伸计试验系统用于测试材料的强度和性能。优质的原材料和部件的稳固设计捍卫了Tinius Olsen在卓越系统性能、易操作性和长使用寿命方面的声誉。系统介绍:适用于拉伸、压缩、弯曲、剪切和其他测试,最大载荷力 50kN/11,000lbf。可选用不同的控制器,包括普通的有线控制器、运行安卓应用的蓝牙无线控制器、以及在电脑上运行的虚拟控制器。所有的控制器都与Horizon数据分析软件配合使用。达到或超过材料测试系统相关的国家和国际标准。设备立柱上设有八个全长的T形槽, 用于将附件牢固安装在试验机架上。内置的压缩空气分配器可以为气动夹具就地提供压缩空气。配合视频引伸计的使用,可以替代传统的应变片黏贴方式,对易碎、脆弱、不规则和其他接触困难的试样进行测试。尤其对于复合材料测试来说,是完美的解决方案。可选项和附件:试验机架最多可以伸长400mm/16in 来增大测试区域。夹具和附件可通过一个简单的插销方便、牢固的安装以及快速更换。视频引伸计可以更换为大应变或小应变视频引伸计,同时其方便拆卸,可以替换使用其他类别的引伸计如激光、编码器、应变片和/或LVDT技术的各种规格的高精度引伸计。可安装加热炉和环境箱来应用于高温或低温条件下的测试。可安装带联锁的安全罩来保护操作者免受猛烈断裂的试样伤害。Tinius Olsen的Horizon软件可由操作者连接至试验机上。系统优点:载荷测量精度-我们的精度为示值读数的+/- 0。2%。如有必要,我们甚至可以做到+/- 0。1%。人性化的机架设计结构-无论是从机械化的角度,还是从电子集成的角度,50ST都很好的满足了这些要求。即使在全载荷下,坚硬的机架也能保证机架的变形忽略不计。全网络化测试过程---我们的试验机所使用的Horizon软件允许操作者和管理者在不同地点对设备进行操作并查看测试结果。客户也可以通过在线帮助功能和我们的工程师进行远程实时沟通。便捷安全的操作控制器-我们拥有三种不同的控制器选择:虚拟控制器、有线控制器、HMC蓝牙无线控制器。而备受客户喜欢的HMC控制器,其10米的操控距离,能够最大程度的对操作人员进行安全保护。非接触式试样测试完美解决方案-此试验系统应用了行业领先的视频引伸计,能够替代传统的应变片黏贴方式,支持多个标距设定,自定义选取测量区间,实时测量应变并得出结果。此款视频引伸计精度更高、更为稳定、操作更为简便以及保证数据的可追溯性。能够广泛应用于非接触式试样测试。尤其适用于复合材料测试中。Tinius Olsen(天氏欧森)公司简介:Tinius Olsen (天氏欧森)是行业领先的致力于静态拉伸和压缩材料试验机的制造商和供应商。公司于1880年在美国费城建立,创始人为全球第一台万能材料试验机的发明者Tinius Olsen先生本人。Tinius Olsen(天氏欧森)的测试设备用于测试材料的强度和性能。 设备能够对金属、聚合物、纺织品、橡胶、胶粘剂、食物等原材料以及成品进行测试。这些测试包括拉伸、剪切、压缩、弯曲、熔体流动、穿刺/爆裂、撕裂、剥离、冲击、摩擦、刚度、热变形、维卡及扭转等。Tinius Olsen(天氏欧森)的测试设备,能够按照或高于相关国际和国家标准,如ISO、ASTM、EN、GB等,对原材料和成品进行测试。2016年底,Tinius Olsen在中国上海成立了全资分公司,并建立了占地面积约为900平方米的展厅,陈列了全自动测试系统、万能试验机、熔融指数仪、冲击试验机、水泥压缩机、视频引伸计等设备及附件产品。欢迎您来电预约参观。
  • 北京化工大学汪晓东教授AFM:基于相变材料的“三明治”结构新型红外隐身材料
    热红外隐身材料可通过降低表面红外发射率或温度,实现目标物体的红外隐身功能。然而,随着红外探测仪器的精准度不断提高,对红外隐身材料的要求也越来越高,通过降低红外发射率或表面温度的单一调控方式已无法满足高温物体的红外隐身需求。近日,北京化工大学材料学院汪晓东教授团队报道了一种基于MXene膜、交联聚酰亚胺气凝胶及其与赤藓糖醇复合的三明治结构功能复合材料,将低发射率、热温调控、隔热相结合,实现了高温目标物体的长效红外隐身。该研究成果以“Long-Term Infrared Stealth by Sandwich-Like Phase-Change Composites at Elevated Temperatures via Synergistic Emissivity and Thermal Regulation”为题发表在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》。该论文的第一作者为北京化工大学材料学院硕士生敬建伟,通讯作者为刘欢副教授和汪晓东教授。该课题得到了中央高校基本科研基金和国家自然科学基金的资助。在此三明治结构复合体系中,最下层为各向异性聚酰亚胺气凝胶层,其特殊的层状堆叠结构和极低的热导率,可隔绝高温物体大部分热量的传输;中间层为气凝胶相变复合材料层,利用赤藓糖醇的高显热和潜热吸收,保证复合体系的动态温度调节能力;最上层为MXene膜,其在3~5 μm和8~14 μm两个大气窗口波长范围内的平均发射率分别仅为0.315和0.253,为体系表面提供了极低的红外发射率。图1 三明治结构复合材料示意图及MXene膜的制备流程与性能最下层的聚酰亚胺复合气凝胶为多层状堆叠的微观结构,有利于平行通道方向上的热量传递,阻碍垂直于通道方向的传热(导热率低于43.5 mWm-1K-1),进而提升隔热效果。气凝胶高的孔隙率(大于88%)和耐高温稳定性(热分解温度高于500 ℃),为其在高温隔热领域的长期应用提供了保障。图2 聚酰亚胺气凝胶的基本特性中间层的聚酰亚胺气凝胶/赤藓糖醇相变复合材料的过冷度大,且具有较高的熔融焓(315 J/g以上),能够在高温下吸收大量热量,在极低温度下予以释放。相变复合复合材料高过冷和高焓值的特性恰好与高温热伪装应用相契合。热红外成像结果显示,低发射率有助于高温物体表面保持稳定的低热辐射温度;气凝胶阻碍了热量向外扩散与传递;相变复合材料有效减缓了表面温度的快速升高。图3 聚酰亚胺气凝胶相变复合材料的基本特性及红外隐身性能三明治结构复合材料在250、300、350、400和450 ℃的热台上加热2.5小时,其表面的红外探测温度仅为38.6、43.2、49.7、53.7和66.1 ℃,显著降低了高温目标的热辐射温度。此外,MXene膜在X-波段的总电磁屏蔽效能为65.58 dB,约72.3% 的入射电磁波通过MXene膜时被衰减,赋予三明治结构复合材料优异的电磁干扰屏蔽性能。此项研究为实现高温目标物的长效红外隐身提供了一种有效的途径。图4 三明治结构复合材料的高温红外隐身及电磁屏蔽性能原文链接:https://doi.org/10.100 2 /adfm.202309269
  • 新品上市|低密度聚乙烯拉伸流变性能新技术--VADER 1000
    摘要在单轴拉伸流动中测量了三种选定的商用低密度聚乙烯(LDPE)的非线性流变性能。使用三种不同的设备进行测量,包括拉伸粘度装置(EVF),自制长丝拉伸流变仪(DTU-FSR)和商用长丝拉伸流变仪(VADER-1000)。通过测试显示,EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制,而两个长丝拉伸流变仪能够在达到稳态的更大Hencky应变值下探测非线性行为。利用长丝拉伸流变仪的能力,我们表明具有明显差异的线性粘弹性的低密度聚乙烯可以具有非常相似的稳定拉伸粘度。这表明有可能在一定的速率范围内独立控制剪切和拉伸流变。关键词拉伸流变;聚乙烯;聚合物熔体;非线性粘弹性正文多年来,控制聚合物流体的流变行为作为分子化学的一个性能,引起了学术界和工业界的极大兴趣。最成功和最多产的理论预测的流变行为的纠缠聚合物系统是De Gennes(1971)和Doi和Edwards(1986)提出的 "管模型"。然而,尽管三十年来人们一直在努力改进管模型,但即使对于最简单的情况,即单分散线性聚合物体系,缠结聚合物在拉伸流动中的非线性流变行为仍然没有得到充分理解(Huang等人,2013a;Huang等人,2013b)。低密度聚乙烯等工业聚合物是最复杂的缠结聚合物系统,它们不仅具有高度的多分散性,而且还含有不同的支化分子结构。预测低密度聚乙烯的流变行为,特别是拉伸流动中的非线性行为,是非常具有挑战性的。在明确定义的模型系统上,已经进行了探索延伸流中支化聚合物动力学的实验工作(Nielsen等人,2006;Van Ruymbeke等人,2010;Lentzakis等人,2013)以及商业聚合物系统,如低密度聚乙烯LDPEs。有几个小组观察到低密度聚乙烯LDPE的瞬时拉伸应力的最大值(Raible等人,1979;Meissner等人,1981;M¨unstedt和Laun,1981)。Rasmussen等人(2005年)首次报告了应力过冲后的稳定应力,并通过比较长丝拉伸流变仪和十字槽拉伸流变仪的测量结果(Hoyle等人,2013年)以及比较恒定拉伸速率和恒定应力(蠕变)实验(Alvarez等人,2013年)进行了实验验证。已经开发了几个模型(Hoyle等人,2013;Wagner等人,1979;Hawke等人,2015),试图了解应力过冲背后的物理学。然而,这些模型都不能实际用于预测工业中低密度聚乙烯LDPE的流变行为,因为这些模型包含许多与分子结构没有直接关系的拟合参数。最近,Read等人(2011)提出了一个预测方案,能够计算随机长链支化聚合物熔体的线性和非线性粘弹性,作为其形成的化学动力学的函数。这些预测似乎与剪切流和拉伸流中三个低密度聚乙烯的测量结果非常一致。然而,测得的拉伸数据受到最大Hencky应变约为3.5的限制,并且没有显示出稳定状态的迹象,而模拟结果则达到了更大的 Hencky应变值,并预测了每个应变速率的稳定应力。在更大的Hencky应变值下预测非线性行为的质量仍然是未知的。此外,在Read等人(2011)的模拟中,没有预测到应力过冲。在这项工作中,我们介绍了三种不同的商用低密度聚乙烯的拉伸测量。这三种低密度聚乙烯是根据Read等人(2011)的模型预测而专门设计的。预计它们具有不同的零剪切速率粘度,但在非线性拉伸流动的大变形中具有相似的应力-应变反应。测量是在三个不同的设备上进行的,包括两个长丝拉伸流变仪和一个拉伸粘度夹具。我们表明,长丝拉伸流变仪的测量结果可以达到5以上的大Hencky应变值,在那里达到非线性稳定状态。我们还表明,低密度聚乙烯LDPE样品在拉伸流动中的大Hencky应变值具有相似的非线性行为,包括相同的应力过冲幅度和过冲后的相同稳定应力,尽管Read模型预测没有应力过冲现象。这些结果表明,低密度聚乙烯LDPE熔体的非线性粘弹性可以通过选择性聚合方案来控制。实验材料陶氏化学公司提供了三种类型的商用低密度聚乙烯树脂,分别为PE-A、PE-B和PE-C。所有样品都是颗粒状的。表1总结了样品的特性,包括密度、熔体流动指数(I2)、重量-平均摩尔质量(Mw)、数量-平均摩尔质量(Mn)和熔体强度。重量-平均摩尔质量是由多角度激光散射法确定的,而数量-平均摩尔质量是由微分折射率确定的。摩尔质量值是若干次重复的平均数。熔体强度是用通用流变仪结合通用ALR-MBR 71.92挤出机测量的。测量是在150℃下进行的,产量为600g/h。模具的长度为30毫米,直径为2.5毫米。表1实验是在24mm/s2的加速度下进行的。纺丝线的长度被设定为100毫米。流变仪测试在膜生物反应器挤出机系统清扫30分钟后进行,并一直运行到纺丝线失效。通过力-拉速数据拟合出一个四参数交叉函数,根据拟合的破坏速度曲线确定破坏时的力。表中的数据是五次连续测量的平均数。力学谱三种低密度聚乙烯样品的线性粘弹性(LVE)特性是通过小振幅振荡剪切(SAOS)测量得到的。TA仪器公司的ARES-G2流变仪采用25毫米的板-板几何形状。图1所有样品的时间-温度偏移因子αT作为温度的函数,参考温度为Tr= 150℃测量是在氮气中,在130℃和190℃之间的不同温度下进行的。对于每个样品,使用时间-温度叠加(TTS)程序,在参考温度Tr= 150℃时,数据被移动到单个主曲线。所有样品的时间-温度偏移系数(αT)与单一的阿伦尼乌斯公式一致,其形式为其中活化能∆H = 65 kJ/mol。R是气体常数,T是以开尔文表示的温度。在图1中,偏移因子αT被绘制为温度的函数。拉伸应力测量拉伸应力测量使用三种不同的设备:TA仪器的延伸粘度夹具(EVF)、自制的长丝拉伸流变仪(DTU-FSR)(Bach等人,2003a)和Rheo Filament的商用长丝拉伸流变仪(VADER-1000)。将不同设备的结果进行相互比较。用于EVF测量的样品在150℃下压缩成型,在低压10bar下3分钟,在高压150bar下1分钟,然后用淬火冷却盒在150bar下淬火冷却到室温。在短时间内,当冷却盒插入时,样品会出现压力损失。在相对较低的温度下进行短时间的压缩成型是为了防止样品的任何潜在氧化或降解。样品模具为特氟隆涂层,尺寸为100×100 0.5mm。从约20mm长的铭牌上冲压出12.7mm-12.8mm宽的样品。最终样品的厚度约为0.6mm。在EVF测量中,样品被插入设备中,在150℃下180s的平衡时间后,样品以0.005s-1的应变速率被预拉伸15.44s,然后松弛80s,然后样品被拉伸。报告的Hencky应变是由圆柱体的旋转计算出来的。通常情况下,使用EVF的拉伸测量仅限于样品保持均匀的情况。EVF一次旋转所能达到的Hencky应变值通常低于4,与EVF相比,长丝拉伸仪器并不依赖于沿拉伸方向的均匀变形的假设。事实上,由于板材上的无滑移条件,变形在轴向上是不均匀的。这些设备只是探测了通常在中间细丝平面发现的最小直径平面内的变形和应力之间的关系。在这个平面外的剩余材料只需要固定在研究的薄片上,就像在固体力学测试中用狗骨形状来固定材料一样。长丝拉伸装置确实依赖于最小直径平面内的径向均匀变形的假设。Kolte等人(1997年)的模拟表明,在长丝中间平面几乎没有任何径向应力变化。用激光测微计来测量中丝薄片的直径。为了探索更高的应变,在DTU-FSR和VADER 1000流变仪都采用了在线控制方案,该方案首先由Bach等人(2003b)使用,后来由Mar´ın等人(2013)发表,用于在拉伸过程中控制长丝中平面的直径,以便在样品断裂前确保恒定的应变速率。根据样品的类型,DTU-FSR和VADER-1000都可以达到最大Hencky应变值7。在长丝拉伸流变仪上进行测量之前,样品被热压成半径为R0、长度为L0的圆柱形试样。长宽比定义为∆0= L0/R0。样品在150℃下压制,并在相同温度下退火10分钟,然后冷却至室温。在测量中,所有样品被加热到150℃,在180s的平衡时间后,样品在拉伸实验之前被预拉伸到Rp的半径。对于DTU-FSR,R0= 4.5mm,L0= 2.5mm,Rp在3到4.5mm之间,而对于VADER-1000,R0 = 3.0mm,L0= 1.5mm,Rp = 2.5mm。在拉伸测量过程中,力F(t)由称重传感器测量,中间灯丝平面的直径2R(t)由激光测微计测量。在拉伸流动开始的小变形时,由于变形场中的剪切分量,部分应力差来自于压力的径向变化。这种影响可以通过Rasmussen等人(2010)描述的校正因子来补偿。 对于大应变,校正消失,对称平面中应力的径向变化变得可以忽略不计(Kolte等人,1997)。对于本工作中的所有样本,当Hencky应变值大于2时,校正值小于4 %,Hencky应变和中丝平面上应力差的平均值计算如下其中mf是灯丝的重量,g是重力加速度。应变率定义为ϵ• =dϵ/dt,拉伸应力增长系数定义为η-+=〈σzz-σrr 〉/ϵ• 结果和讨论线性粘弹性图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。(b)表示在150°C相应的复数粘度η*。图中的两个星号来自稳定剪切测量,在 150°C下剪切速率为0.005 s-1图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。相应的复数粘度η*绘制在图2(b)中。图中实线是多模麦克斯韦(multimode Maxwell fitting)拟合的结果。Maxwell relaxation modulus多模麦克斯韦弛豫模量G(t)由下式给出 其中gi和τi列于表2。表中的零剪切速率粘度η0通过下式计算 在图2(b)中,很明显三个样品具有不同的零剪切速率粘度。然而,在图2(a)、(b)中,似乎PE-C的线性行为在较低频率下接近PE-A,在较高频率下与PE-B重叠。而且在ω 1 rad/s时,PE-C的G′和G″曲线几乎与PE-A平行,垂直位移因子约为0.6。表2 LDPE 在 150°C 熔体的线性粘弹性启动和稳定状态下的拉伸流变图3(a)显示了PE-A在150℃时的拉伸应力增长系数与时间的关系。图中比较了EVF、DTU-FSR和VADER-1000的测量值。图中的虚线是根据表2中列出的麦克斯韦弛豫谱计算的LVE包络线。EVF的测量值受到最大Hencky应变4的限制,在图3(b)中可以清楚地看到。其中测量的应力是作为Hencky应变的函数绘制的。两个长丝拉伸流变仪的测量值能够达到大于5的较大Hencky应变值,在该值下观察到稳定的应力。图3我们注意到EVF和长丝拉伸测量之间存在明显的偏差。我们认为EVF测量的应力太低,特别是在低应变率下,Hoyle等人(2013)也观察到这一点,他们将长丝拉伸测量值与Sentmanat拉伸流变仪测量值进行了比较。因此,对于图3(b)中的ϵ• =0.01 s-1,已经与ϵ• =0.5有偏差,而对于ϵ• =2.5 s-1,EVF测量与DTU-FSR测量一致,最高ϵ• 为3.5。请记住,在EVF中,只有横截面的初始面积是已知的;在拉伸过程中横截面面积的变化不是测量的,而是由一个假设均匀单轴拉伸速率不变的方程计算出来的。此外,在EVF测量中,样品宽度为12.8mm略微超过了Yu等人(2010)建议的12.7mm的上限,这导致在更大的Hencky应变值下的平面延伸而不是单轴延伸。相比之下在DTU-FSR和VADER-1000中,中间直径一直被测量,因此在拉伸过程中横截面的实际面积是已知的,由此计算出中间细丝平面中的真实Hencky应变。借助于在线控制方案,在整个测量过程中保证了单轴拉伸过程中恒定的Hencky应变率。来自DTU-FSR和VADER-1000的大Hencky应变值的数据由于力小而有些分散。此外,在拉伸速率超过0.4s-1时,使用DTU-FSR和VADER-1000进行的测量观察到了应力过冲的现象。由于仪器中采用的控制方案的限制,使用两个长丝拉伸流变仪进行测量的拉伸速率不超过2.5s-1。在长丝拉伸中,表面张力可能对测量的应力有影响,尤其是在长丝中间平面的半径非常小,大的亨基应变值的时候。在所有的测量中,最小的半径是R = 0.12mm。如果我们把低密度聚乙烯LDPE的表面张力γ = 0.03 J/m2,表面张力效应产生的最大应力是σsur =γ/R = 250Pa。在图3(b)中,很明显,对于所有达到Hencky应变大于4的测量,测量的应力高于104Pa。因此可以忽略表面张力效应。图4图4显示了PE-C在150℃时拉伸应力增长系数与时间的函数关系。DTU-FSR和VADER-1000的测量结果非常一致。在0.15和2.5s-1之间的中间拉伸速率下,EVF的测量值与DTUFSR一致。拉伸速率低于0.1s-1时,偏差越来越大。根据DTU-FSR和VADER-1000的测量,在拉伸速率快于0.4s-1时,再次观察到应力过冲。图5图5比较了DTU-FSR测量的拉伸流动中PE-A和PE-C的非线性行为。如图2所示,PE-A和PE-C具有不同的线性粘弹性,这也由图5(a)中不同的LVE包络表示。在拉伸流的启动过程中,PE-A和PE-C也有不同的非线性反应。从图5a中可以清楚地看出,在所有拉伸速率下,PE-C 比 PE-A 有更明显的应变硬化。然而,在图5(a)、(b)中,有趣的是,尽管PE-A和PE-C最初有不同的非线性行为,但是它们在更大的Hencky应变值下具有相同的反应,并且在每个应变速率达到相同的拉伸稳态粘度,如图6所示。图6还显示在快速应变率下,拉伸稳态粘度表现出幂律行为,粘度比例约为ε• -0.6,这与Rasmussen等人(2005)和Alvarez等人(2013)的观察结果一致。应该注意的是,如图5(b)所示,相同的非线性行为仅在Hencky应变值大于4时观察到,这一点无法通过EVF测量。图6图7(a)比较了PE-B与PE-C在150℃时的拉伸应力增长系数。在所提出的速率下,PE-B没有显示任何应力过冲。尽管PE-B和PE-C在线性和非线性流变学方面的表现不同,但在每种拉伸速率下,它们的相对应变硬化量似乎是相似的。在图7(b)中可以更清楚地看到这一点。图7(b)中比较了Trouton比率。Trouton 比值定义为Tr = η-+ /η0,其中η0是零剪切率粘度,其数值列于表2。可以看出,在每个拉伸速率下,PE-B达到与PE-C相同的最大Trouton比率,证实它们具有相同的相对应变硬化量。图7结论我们使用三种不同的设备测量了三种商用低密度聚乙烯样品的拉伸流变性能。这三种设备在拉伸流变的启动方面给出了一致的结果。然而,EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制,而两个长丝拉伸流变仪达到了更大的Hencky应变值,在这里可以观察到应力过冲和稳态粘度。此外,EVF的测量仅在取决于应变速率的应变范围内跟随长丝拉伸测量。尽管三种低密度聚乙烯样品具有不同的线性粘弹性能,但已经表明,PE-A和PE-C在Hencky应变值大于4时具有非常相似的非线性rhelogical行为,而PE-B和PE-C具有相同的相对应变硬化量。上述结果表明,工业低密度聚乙烯的非线性流变性可以通过聚合来调整。特别是,有可能合成一种聚合物(PE-C),其具有比参考聚合物(PE-A)低得多的粘弹性模量,但仍具有与参考聚合物相同的拉伸粘度。
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