隨著科技的不斷發展,對材料性能的要求越來越高,尤其是在極環境下的應用。低溫環境對許多材料的性能有著重要影響,例如在航空航天、軍事裝備、極地科研等領域。為了評估材料在低溫條件下的彎曲性能,低溫彎折儀應運而生。
低溫彎折儀是一種用于測試材料在低溫環境下的彎曲性能的儀器。它可以模擬低溫條件下的實際使用情況,評估材料在低溫下的柔韌性和耐寒性能。主要由溫控系統、彎曲裝置和測量系統組成。溫控系統通過控制制冷劑的流動和溫度傳感器的反饋,實現對測試環境溫度的精確控制。彎曲裝置通常由夾持裝置和彎曲臂組成,可以對材料進行彎曲加載。測量系統用于測量加載過程中材料的彎曲角度或彎曲力。
一、試樣制備技巧
尺寸與方向控制
按標準(如GB/T 18173.3-2002)裁切試樣,尺寸為長100mm×寬25mm×厚2mm(或實際產品厚度),縱向、橫向各3條,共6條試樣。
試樣邊緣需重合齊平,用定位夾或10mm寬膠帶固定,防止彎折時錯位。
狀態調節
試樣在23±2℃、50±5%濕度下調節24小時,確保材料性能穩定。
二、設備調試與參數設置
低溫箱設置
確保低溫箱溫度范圍達-40℃~0℃,控溫精度±1℃。
根據產品使用環境或客戶要求選擇測試溫度(如-20℃、-30℃)。
彎折裝置調整
彎折裝置上夾具直徑10mm,下夾具直徑50mm。
調節上下平板間距至試樣厚度的3倍,確保彎折時受力均勻。
三、低溫處理與彎折操作
低溫處理
將試樣放入低溫箱,在規定溫度下保持2小時(或1小時,依標準而定),確保試樣充分冷卻。
快速彎折
從低溫箱中取出試樣后,10秒內將試樣繞上夾具(φ10mm)彎曲180°,使兩端接觸下夾具(φ50mm),保持彎折狀態5秒。
關鍵點:操作需迅速,避免試樣回溫導致結果偏差。
四、結果判定與記錄
觀察與記錄
迅速觀察試樣表面,若無裂紋、斷裂或分層,則判定為合格;若出現可見裂紋或斷裂,則判定為不合格,并拍照記錄。
使用8倍放大鏡觀察試樣彎折受拉面,確保結果準確。
多試樣驗證
縱向、橫向各3條試樣均需測試,以兩塊或三塊試樣均不斷裂或無裂紋為最終合格標準。
五、安全與維護注意事項
安全操作
低溫防護:接觸制冷部件時佩戴防凍手套(-50℃級),避免皮膚直接接觸。
液氮補充:補充液氮時保持通風,防止氧氣濃度過低。
電氣安全:設備需接地(接地電阻≤4Ω),避免靜電干擾;禁止在潮濕環境下操作控制面板。
設備維護
制冷效率下降:檢查冷媒泄漏(聽異響/看壓力),聯系專業人員補氟。
彎折卡頓:清理夾具內殘留碎屑,檢查傳動皮帶張緊度。
溫度波動超±2℃:排查門封密封性,更換老化密封條。
六、進階應用技巧
階梯降溫法
航空航天領域需耐受-55℃高空低溫與氣壓變化的雙重考驗,可采用階梯降溫法(-20℃→-40℃→-55℃),每次溫度階梯保持2小時后進行彎折測試,驗收標準為無可見裂紋且回彈率≥90%。
高頻彎折測試
電子工業柔性材料(如PI薄膜)需評估-20℃彎折10萬次后的電性能穩定性,可結合耐久性測試設備進行長期監測。
特殊材料處理
新能源汽車電池包密封件需保障特殊工況下的防水防塵等級(IP67+),測試時可增加水壓模擬環節,驗證彎折后的密封性能。