環氧膠線性熱膨脹系數的測定
2016-01-04 瀏覽量：3631
背景：
物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現象稱為熱膨脹。線性熱膨脹系數是材料的主要物理性質之一，它是衡量材料的熱穩定性好壞的一個重要指標。提高材料的線性熱膨脹系數可以提升材料以下相關性能：1.提高材料的熱穩定性：降低材料的線膨脹系數，提高材料的熱穩定性，提高材料的使用安全性；2.提高材料的強度：如果層狀物由兩種材料迭置連接而成，則溫度變化時，由于兩種材料膨脹值不同，若仍連接在一起，體系中要采用一中間膨脹值，從而使一種材料中產生壓應力而另一種材料中產生大小相等的張應力，恰當地利用這個特性，可以增加制品的強度；3.焊接或熔接：當兩種不同的材料彼此焊接或熔接時，都要求二種材料具備相近的膨脹系數， 如兩種不同金屬的焊接，玻璃儀器的焊接加工，在電真空工業和儀器制造工業中廣泛地將非金屬材料（玻璃、陶瓷）與各種金屬焊接，也要求兩者有相適應的熱膨脹系數。
如果選擇材料的膨脹系數相差比較大，焊接時由于膨脹的速度不同，在焊接處產生應力，降低了材料的機械強度和氣密性，嚴重時會導致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。因此，測定材料的熱膨脹系數具有重要的意義。
1. 案例背景
接收到客戶環氧膠測試樣品，要求根據ASTM E831-14用熱機械分析法測定固體材料線性熱膨脹的試驗方法完成測試。
2. 測試方法簡述
A．樣品外觀照片：
圖1. 樣品測試前外觀圖片
B．測試標準：ASTM E831-14用熱機械分析法測定固體材料線性熱膨脹的試驗方法
測試程序：
試樣的制備：長度2-10mm，寬和厚不超過10mm，上下表面平行
1.將送檢樣品做成TMA測試樣品，樣品長寬大小約為5mm，測試方向上的兩表面要水平且平整。
2 儀器開機，設置試驗參數，測試前，恒溫水浴需要開機預熱至少3H，設備及軟件開機預熱至少1H。
3 對樣品施加恒定的加載力力4.0KPa±0.1KPa，打開基線文件，選擇基線加樣品的測量模式，編程運行，升溫速度5℃/min。
5. 測試結束，待冷卻至室溫后取出樣品。
6. 實驗結束后，對實驗所得曲線分析，得出相應的測試結果。
圖2. 試驗裝置原理圖
試驗記錄：
1) 測試樣品高度;
2) 設置溫度范圍;
3) 設置升溫速率;
測試結果：
| 測試樣品 | 方向 | 溫度區間（℃） | 測試結果[μm/(m•℃)] |
| 環氧膠 | 厚度方向 | -20~120 | 96.2 |
圖3. 樣品測試曲線圖
C.測試圖片：
圖4. 測試圖片
D. 測試結果記錄
該環氧膠樣品在溫度區間-20~120℃的線性膨脹系數為96.2μm/(m•℃).
3. 結論
該環氧膠樣品在溫度區間-20~120℃的線性膨脹系數為96.2μm/(m•℃)，與客戶給出的規格值進行比較可知，樣品符合客戶的生產需求。
4. 參考標準
ASTM E831-14用熱機械分析法測定固體材料線性熱膨脹的試驗方法
*** 結束 ***
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