范圍:
本標準規定了在標準條件下測定塑料壓縮性能的方法。規定了標準試樣,但其長度可以調整,以防止其壓縮翹曲而影響試驗結果,以及試驗速度的范圍。
本標準用于研究試樣的壓縮行為并用來測定在標準條件下壓縮應力-應變與壓縮強度、壓縮模量及其他特性的關系。
本標準適用于下述材料:
1、硬質和半硬質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復合材料以及未填充的復合材料或半硬質的熱塑性片材;
2、硬質或半硬質的熱固性模塑材料,包括填充或增強的復合材料,硬質或半硬質的熱固性片材;
3、熱致液晶聚合物。
按照ISO 10350-1:1998與GB/T 19467.2-2004,本標準適用于加工前纖維長度≤7.5mm的纖維增強復合材料。
本標準一般不適用于紡織纖維增強的復合塑料和層壓材料、硬質泡沫材料和含有泡沫材料或泡沫橡膠的夾層結構的材料。
試驗原理:
沿著試樣主軸方向,以恒定的速度壓縮試樣,直至試樣發生破壞或達到某一負荷或試樣長度的減少值達到預定值。測定試樣在此過程的負荷。
設備:
試驗機
概述
試驗機應負荷GB/T 17200-1997的規定同時還應滿足試驗速度、壓縮器具等方面的要求。
試驗速度
試驗機應能保持表1規定的試驗速度。若采用其他速度,在速度低于20mm/min時,試驗機的速度公差應在±20%之內;而速度大于20mm/min時,公差應在±10%之內。
表1 推薦的試驗速度
壓縮器具:
對試樣施加變形負荷的兩塊硬化鋼制壓縮板應能對試樣軸向加荷,與軸向偏差在1:1000之內,同時通過拋光的壓板表面傳遞負荷,這些板面的平整度在0.025mm以內,兩板彼此平行且垂直于加荷軸。
注:需要時可使用自對中設備。
負荷指示器:
負荷指示器應配有一種能指示試樣承受總壓縮力的裝置,該裝置在規定的試驗速度下基本上無慣性滯后,所指示的總值精度應為示值的至少±1%以內。
應變儀:
應變儀用于測定試樣相應部分長度的變化。如果測定壓縮應變,那么這個長度為標距,另外,對于標稱壓縮應變,此長度即為壓縮器具兩個接觸表面間的距離。最好能自動的記錄此距離。
測量試樣尺寸的裝置:
1.硬質材料
用測微計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適宜,同時所受力不能改變試樣的尺寸。
2.半硬質材料
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:
試樣應為棱柱、圓柱或管狀。試樣的尺寸應滿足下面的不等式:
e≤0.4x²/l²
式中:e——試驗時發生的最大壓縮標稱應變,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);
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
應該按照相關材料標準制備試樣。有關各方另有協定外,試樣應按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
試樣應按ISO 2818:1994規定的方法由片材機加工而成。
機加工
所有的機加工操作應仔細的進行,以產生光滑的表面。特別要注意機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。
試樣
試樣應無翹曲,表面和邊緣無劃傷、麻點、縮痕、飛邊或其他會影響結果的可見缺陷。朝向壓板的兩個表面應平行并與縱軸成直角。
借助直尺、規尺和平板,用目視檢查試樣是否符合這些要求,并用螺旋測微計進行測量。
試驗前,應剔除測量或觀察到一個或多個不符合上述要求的試樣,或將其加工到合適的尺寸和形狀。
每一樣品至少試驗5個試樣。
試驗步驟:
1.試驗環境
應選擇GB/T2918-1998規定的標準環境之一進行試驗,最好與狀態調節使用的環境相同。
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,并計算橫截面積的平均值。測量每個試樣的長度應準確至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,應保證試樣的兩個端面與壓板平行。調整試驗機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,其滑動的變化程度取決于試樣與壓板的表面結構,這將導致不同程度的變形,影響測量的結果。材料的硬度越小,這種影響越明顯。
4.預負荷
試驗前試樣基本上不應加負荷,但是為避免應力-應變曲線起始部分出現彎曲區域,這樣的負荷是必須的。
5.試驗速度
1mm/min,用于模量的測量;
1mm/min,用于屈服前就破壞的材料強度測量;
5mm/min,用于具有屈服的材料的強度測量。
6.數據的記錄
在試驗過程中,測定試樣的力和相應的壓縮量,最好使用自動記錄系統獲得一條完整的應力-應變曲線系統。
試驗結果的計算和表示(具體計算方法及公式如圖2)
1.應力
2.應變
3.壓縮模量
4.統計學參數
5.有效數字
圖2:具體計算方法及公式
試驗報告
試驗報告應包含下列內容(如下圖):