塑料力学性能测试ppt课件.ppt

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1、第五章 力学性能测试,第一节 拉伸性能,一、概念及测试原理1基本概念应变：当材料受外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。应力：在任何给定时刻，在试样标距长度内，每单位原始横截面积上所受的拉伸负荷。拉伸强度：是在拉伸试验过程中，试样承受的最大拉伸应力。拉伸强度标称应变：拉伸强度出现在屈服之后时，与拉伸强度相对应的拉伸标称应变。拉伸弹性模量：在弹性形变区（应力-应变曲线的初始直线部分），材料所承受的应力与产生相应的应变之比。,2测试原理在规定的试验温度、湿度与拉伸速度下，通过对塑料试样的纵轴方向施加拉伸载荷，使试样产生形变直至材料破坏。记录

2、下试样破坏时的最大负荷和对应的标线间距离的变化等情况，可绘制出应力-应变曲线。,曲线A：脆性材料；曲线B：有屈服点的韧性材料；曲线C：无屈服点的韧性材料,应力应变曲线一般分为两个部分：弹性变形区和塑性变形区。在弹性变形区域，材料发生可完全恢复的弹性变形，应力和应变成正比例关系。 曲线中直线部分的斜率即是拉伸弹性模量值，它代表材料的刚性。弹性模量越大刚性越好。在塑性变形区域，应力和应变增加不再成正比关系，最后出现断裂。,二、测试仪器,1.引伸计；2.固定上限位；3.引伸计导杆；4.中横梁；5.上夹具；6.样条；7.下夹具；8.传感器；9.下限位；10.急停开关,拉伸试验用夹具,三、测试标准和试样

3、,塑料拉伸试验参照的标准为GB/T1040-2006。制备拉伸试样的方法很多，最常用的方法是注射模塑或压缩模塑；也可以通过机械加工从片材、板材和类似形状的材料上切割。在某些情况下可以使用多用途试样。,表5-1 1A型和1B型试样尺寸及公差,四、测试步骤及影响因素1测试步骤（1）试样准备试样上必须标出确定标距的标记。试样不能扭曲，成对的平行面间要相互垂直，表面和边沿不能有划痕、坑洞、污迹和毛刺。（2）测量试样在塑料试样中部距离标距每端5mm以内测量试样中间平行部分的宽度和厚度，宽度精确至0.1mm，厚度精确至0.02 mm。每个试样测量3点，取算术平均值。（3）夹持将试样放到夹具中，务必使试样的

4、长轴线与试验机的轴线成一条直线。,（4）引伸计安装（5）试验速度拉伸试验方法国家标准规定的试验速度范围为l500mm/min，分为9种速度。（6）数据的记录记录试验过程中试样承受的负荷及与之对应的标线间或夹具间距离的增量。（7）试样数量每个受试方向和每项性能应至少试验5个试样。如果需要精密度更高的平均值，试样数量可多于5个。,推荐试验速度,2结果计算和表示（1）应力按式5-1计算：（2）应变按式5-2、5-3计算,（3）标准偏差值按下式（5-4）计算式中：S，标准偏差值； ，单个测定值； ，组测定值的算术平均值；n，测定个数。计算结果以算术平均值表示，t取三位有效数字，t、S取二位有效数字。,

5、3影响因素（1）试样的制备与处理拉伸试验要求做成哑铃形试样;制样方式有两种：一是用原材料制样；另一种是从制品上直接取样。用原材料制成试样有几种方法，包括模压成型、注塑成型、压延成型或吹膜成型等;不同方法制样的试验结果不具备可比性;同一种制样方法，要求工艺参数和工艺过程也要相同;试样制备好后,要按GB/T 2918-1998标准，在恒温恒湿条件下放置处理。,（2）材料试验机影响因素主要有:测力传感器精度、速度控制精度、夹具、同轴度和数据采集频率等。测力传感器一般要求传感器的精度在0.5%以内。拉伸速度要求平稳均匀,速度偏高或偏低都会影响拉伸结果。试验机的同轴度不好,拉伸位移将偏大,拉伸强度有时将

6、受到影响,结果偏小。（3）试验环境影响塑料拉伸试验结果的因素主要是温度和湿度。GB/T 2918-1998规定,标准实验室环境温度为(232),相对湿度为45%55%。,（4）操作过程一般情况下,拉伸速度快,屈服应力和拉伸强度增大,而断裂伸长率将减小。高速拉伸时,分子链段的运动跟不上外力作用的速度,塑料呈现脆性行为,表现为拉伸强度增大,断裂伸长率减小。（5）数据处理现在的材料试验机多数由计算机控制,数据处理已程序化,但是有些数据还是依靠人为测试和计算的,如试样尺寸、位移变化、伸长率计算及脱机试验等。,第五章 力学性能测试,第二节 弯曲性能,一、概念及测试原理,1.概念挠度：试样跨度中心的顶面或

7、底面偏离原始位置的距离。规定挠度：规定挠度为试样厚度h的1.5倍。弯曲应力：试样跨度中心外表面的正应力。断裂弯曲应力：试样断裂时的弯曲应力。弯曲强度：试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力。弯曲应变：试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比或百分数（）表示。断裂弯曲应变：试样断裂时的弯曲应变，用无量纲的比或百分数（）表示。弯曲弹性模量或弯曲模量：应力差与对应的应变差之比。,2.测试原理测定塑料弯曲性能采用的第一种方法是三点负载体系，第二种力法是四点负载体系。,图5-7 四点式弯曲试验示意图,图5-6塑料三点式弯曲试验,二、测试仪器,弯曲试验机应符合GB/T 17200-1997的要求。

8、通常，拉伸试验用的机器也能用来作弯曲试验，上部的可动压头可用来做弯曲试验。能指示拉伸和压缩负载的具有双重目的的负载传感器可方便地对拉伸试验和压缩试验的试验进行测定。,三、测试标准和试样,塑料的弯曲试验的标准方法是GB/T 9341-2008。可采用注塑、模塑、或由板材经机械加工制成矩形截面积的试样，也可从标准的多用途试样的中间平行部分截取。推荐试样尺寸：长度l：802mm；宽度b：10.00.2mm；厚度h：4.00.2mm。当不可能或不希望采用推荐试样时，试样长度和厚度之比应与推荐试样相同，如下式（5-5）所示：l/h=201,表5-3 与试样厚度h相关的宽度值b 单位：mm,四、测试步骤及

9、影响因素,1.测试步骤（1）测量试样 （2）设置好合适的试验速度,表5-4 试验速度推荐值,（3）试样对称地放在两个支座上，并于跨度中心施加力。（4）记录试验过程中施加的力和相应的挠度，若可能，应用自动记录装置来执行这一操作过程，以便得到完整的应力/应变曲线图。（5）根据力/挠度或应力/挠度曲线或等效的数据来确定相关应力、挠度和应变值。（6）试验结果以每组5个试样的算术平均值表示。试样在跨度中部分三分之一以外断裂，试验结果应作废，并应重新取样进行试验。,2结果计算和表示,（1）塑料弯曲应力按下式（5-6）计算：,（2）塑料挠度按下式（5-7）计算：,（3）塑料弯曲模量按下式（5-8）计算,3.

10、试验影响因素（1）跨厚比选择跨厚比时必须综合考虑剪力、支座水平推力以及压头压痕等综合影响因素。（2）应变速率在相同的试样厚度下，跨度越大则应变速率越小；试验速度越大则应变速率越大。（3）加载压头圆弧和支座圆弧半径加载压头圆弧半径过小，造成压头与试样之间不是线接触，而是面接触；若压头半径过大，对于大跨度就会增加剪力的影响，容易产生剪切断裂。（4）温度弯曲强度都随着温度升高而下降，但下降程度各有不同。（5）操作影响试样尺寸的测量、试样跨度的调整、压头与试样的线接触和垂直状况以及挠度值零点的调整。,第五章 力学性能测试,第三节 压缩性能,压缩性能是描述材料在较低的压缩负载和均匀加载速率下的行为。压缩

11、性能包括弹性模量、屈服应力、屈服点以外的形变、压缩强度、压缩应变和细长比。在实际应用中，压缩负载并不总是瞬间加上的，因此，不考虑塑料的刚度和强度对时间依赖性的标准试验结果，就不能作为设计零件的基础。,一、概念及测试原理,1.概念压缩应力 指在压缩试验过程中的任何时刻，单位试样的原始横截面上所承受的压缩负荷。压缩变形 指试样在压缩负荷作用下高度的改变量。压缩应变 每单位原始标距L0的长度减少量，为比值或百分数。压缩强度 指在压缩试验中试样所承受的最大压缩应力。规定应变时的压缩应力 达到规定应变时的压缩应力。压缩模量 指在应力应变曲线的线性范围内应力差与应变差的比值。细长比 指试样的高度与试样横截

12、面的最小回转半径之比。,2.测试原理试验是把试样置于试验机的两压板之间，并在沿试样两个端部表面的主轴方向，以恒定速率施加一个可以测量的大小相等而方向相反的力，使试样沿轴向方向缩短，而径向方向增大，产生压缩形变，直至试样破裂，屈服或试样变形达到一预先规定的数为止。,二、测试仪器,试验机应符合GB/T17200-2008的规定，而拉伸和弯曲试验所用的万能试验机也可用来测试各种材料的压缩强度。用挠度计或压缩形变计在试验中的任意时间内测且试样两固定点距离的任何变化。,压缩夹具,三、测试标准和试样,1.测试标准塑料的压缩试验按GB/T 10412008标准方法进行。2.试样可用注塑、模压成型制作或机械加

13、工制备形状有棱柱、圆柱或管状。,优选类型和试样尺寸,小试样尺寸,四、测试步骤及影响因素,1.测试步骤,推荐试验速度,试样应按照该材料的国家标准的要求进行状态调节（1）试样尺寸的测量（2）必要时安装变形指示器。（3）试样放置。（4）根据材料的规定调整试验速度。,（5）开动试验机进行试验。 记录适当应变间隔时的负荷及相应的压缩应变。 试样破裂瞬间所承受的负荷，单位为N。 如试样不破裂，记录在屈服或偏置屈服点及规定应变值为25时的压缩负荷，单位为N。（6）试验结果以每组5个试样的算术平均值表示。,2.结果计算和表示（1）应力按下式计算 =F/A（2）应变（用伸长仪测量）按下式计算,（3）压缩模量按下

14、式计算,3. 影响因素来自试样材料自身的因素：例如材料内应力分布、材料结构、试样的成型加工方式等；来自试验条件：例如试样形状、试样尺寸、试验机的上下压板的表面粗糙度或摩擦力以及试验速度等。,第五章 力学性能测试,第四节 冲击性能,冲击试验是用来评价材料在高速载荷状态下的韧性或对断裂的抵抗能力的试验。塑料材料的冲击强度在工程应用上是一项重要的性能指标，它反映不同材料抵抗高速冲击而致破坏的能力。冲击试验可分为摆锤式（包括简支梁和悬臂梁式）、落球（落锤）式和高速拉伸冲击试验等。不同材料、不同用途制品可选择不同的试验方法。,一、 摆锤式冲击试验,（一）概念及测试原理1.概念简支梁无缺口冲击强度：无缺口

15、试样破坏时所吸收的冲击能量，与试样原始横截面积有关。简支梁缺口冲击强度：缺口试样破坏时所吸收的冲击能量，与试样缺口处的原始横截面积有关。悬臂梁无缺口冲击强度：无缺口试样在悬臂梁冲击强度破坏过程中所吸收的能量与试样原始横截面积之比。悬臂梁缺口冲击强度：缺口试样在悬臂梁冲击强度破坏过程中所吸收的能量与试样原始横截面积之比。,2.测试原理摆锤式冲击试验包括简支梁型和悬臂梁型。这两种方法都是将试样放在冲击机上规定位置，然后使摆锤自由落下，使试样受到冲击弯曲力而断裂，试样断裂时单位面积或单位宽度所消耗的冲击功即冲击强度。,简支梁冲击试验是摆锤打击简支梁试样的中央；悬臂梁则是用摆锤打击有缺口的悬臂梁的自由

16、端,（二）测试仪器由一个重的底座和测试时夹紧试样的虎钳夹具所组成。简支梁试验和悬臂梁试验采用不同类型的打击头。,（三） 塑料简支梁冲击试验1.测试标准和试样（1）测试标准塑料简支梁冲击试验的标准方法是GB/T1043-2008。（2）试样试样可用模具直接经压塑或注塑成型；也可用压塑或注塑成型的板材经机械加工制得。,试样的类型、尺寸和跨距 单位：mm,表5-10 方法名称、试样类型、缺口类型和缺口尺寸无层间剪切破坏的材料,图5-14 简支梁试样,图5-15 缺口类型,2.测试步骤及计算结果（1）测试步骤试样按GB/T 2918-1998的规定调节16小时以上。测量试样中部的宽度和厚度，精确至0.

17、02mm。 根据试样选择摆锤。 调节能量度盘指针零点，测定摩擦损失和修正吸收的能量。 抬起并锁住摆锤，试样放置，对中。 平稳释放摆锤，从度盘上读取试样吸收的冲击能量。 试样完全破坏或部分破坏的可以取值。 观察、报告。不同破坏类型的结果不能进行比较。所有计算结果的平均值取两位有效数字，每组试验至少包括10个试样。,（2）结果的计算和表示无缺口试样简支梁冲击强度按下式（5-16）计算：,缺口试样简支梁冲击强度按下式（5-17）计算：,（四）塑料悬臂梁冲击试验1测试标准和试样（1）测试标准塑料悬臂梁冲击试验方法的标准有GB/T 1843-2008,图5-16 夹具、试样和冲击刃冲击示意图,（2）试样

18、,表5-11 方法名称、试样类型、缺口类型和缺口尺寸,图5-18 冲击方向命名图,2.测试步骤及计算结果,悬臂梁梁无缺口冲击强度按下式（5-18）计算：,缺口试样简支梁冲击强度按下式（5-18）计算：,（五）影响因素1试样制备每种制样过程都要符合相关标谁，不同制样方法不具有可比性。2.试样尺寸规格要一致。不同加工方式加工的试样，其测值不具可比性。3. 试验环境冲击强度值均随温度的降低而降低。湿度对某些塑料冲击强度有影响。4.操作过程如冲击速度，冲击摆锤刀口与试样打击面吻合。简支梁冲击试验中，如果试样与支架没有贴紧，则容易产生多次冲击使测试结果不准确。5.数据处理 数据处理与试验结果的精确度有着

19、密切关系。,第五章 力学性能测试,第五节 硬度试验,一、概念及测试方法,硬度是指材料抵抗其他较硬物体压入其表面的能力。硬度是材料的弹性、塑性、韧性等一系列力学性能组成的综合性指标;通过对硬度的测量可间接了解该材料的其他力学性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等;硬度测定值的大小不仅与材料性质有关，还取决于测定条件和方法;不同测定方法测定的硬度值不能相对比较。,测定硬度的方法主要有三种类型：测定材料耐顶针压入能力的试验，如邵氏硬度（肖氏硬度）、球压痕硬度试验等；测定材料对尖头或其它材料的耐划痕性硬度试验，如莫氏硬度（Mobs）等；测定材料回弹性的硬度试验，如洛氏硬度，邵氏反弹硬度试验等。邵氏A

20、型适用于软质塑料及橡胶；邵氏C型和邵氏D型适用于较硬或硬质塑料和硫化橡胶。球压痕硬度实验适用于柔软的弹性体到较硬的塑料。洛氏硬度实验主要用于刚硬的工程塑料的硬度评价。,二、邵氏硬度,1. 测试原理将规定形状的压针，在标准的弹簧压力下和规定的时间内，把压针压入试样的深度转换为硬度值，表示该试样材料的邵氏硬度等级。指示表为100个分度，每一个分度即为一个邵氏硬度值。邵氏压痕硬度实验不适用于泡沫塑料。2. 测试仪器邵氏硬度计主要由读数度盘、压针、下压板及对压针施加压力的弹簧组成。,图5-21 TH210邵氏硬度计,1底座；2工作台；3试样；4硬度计；5砝码；6砝码固定杆；7压下手柄；8立柱；9升降滑

21、动臂；10锁紧手轮,3. 测试步骤（1）制样（2）硬度计垂直安装在硬度计支架上（3）待测试样置于测定架的试样平台上（4）在试样上不同点处测量硬度五次、取算术平均值（5）重复上述实验步骤。（6）实验结果表示4影响因素（1）试样厚度 试样过薄，将使测定的硬度值偏大。（2）压针 压针端部形状越平坦，测得的硬度值越大。（3）温度 测试温度高，测得的硬度值低。（4）读数时间 随读数时间的增加而下降；（5）测点间距离,三、洛氏硬度,1试验原理洛氏硬度试验法是美国人洛克尔在1919年提出的。属于静载压痕法硬度试验。可用于软的弹性体材料到较刚硬塑料的硬度值评价。,图 5-22洛氏硬度测试原理示意图,2. 测试

22、仪器洛氏硬度计主要由机架、压头、加力机构、硬度指示器和计时装置组成。,3测试步骤（1）制样（2）选择合适的标尺（3）施加初始压力。（4）卸除主压力（5）重复上述操作（6）计算洛氏硬度4影响因素（1）试验仪器的影响 （2）测试温度的影响（3）试样厚度的影响 （4）主试验力保持时间的影响 （5）读数时间的影响,四、其他测试方法,莫式硬度检测方法的原理是以材料抵抗刻画的能力作为衡量硬度的依据。在涂料，包装行业广泛应用的铅笔划痕硬度法也是一种抵抗划痕能力的测定方法,图5-23 铅笔硬度计,第五章 力学性能测试,第六节 其他力学性能测试,一、剪切试验,剪切强度定义为在剪切应力作用下，使试样移动部分与静止

23、部分呈完全脱离状态所需之最大负荷。由最大剪切载荷与试样原始截面积之比求得，它是承受剪切载荷材料的重要力学性能指标。用来表征高聚物材料抵抗剪切载荷而不破裂的能力。对于脆性材料，即可应用简单的剪切试验来测定其剪切强度。对于受剪切作用会发生较大塑性形变的材料，可采用扭转试验方法测定。,（一）剪切强度试验ASTM D-732,ASTM D-732规定的剪切强度试验，是通过一个标准冲头以规定的速度，强迫热塑性塑料试样片完全破坏。剪切强度大小为试样在剪切力作用下破坏时单位面积上所能承受的负荷值。1. 试验样品和试验装置,2. 测试步骤测试首先要把样品正确固定在定位夹具上，冲头剪切压迫，直到试样完全破坏。其

24、抗剪强度计算如下： 剪切强度(psi)=样品剪切力(lb)/剪切边缘区(in2)剪切边缘区(in2)= 冲头周长(in.)/ 试样厚度(in.)3. 意义和局限性剪切强度试验对于设计薄片型的塑料制品尤其重要，这些制品要承受剪切负荷，而注塑产品设计时，剪切强度载荷一般考虑较少。根据工程实践，通常认为抗剪强度基本上等于抗拉强度的一半。,（二）塑料剪切强度试验方法（穿孔法）,1. 试验样品和试验装置,图5-25 剪切试样,图5-26 穿孔式剪切夹具和试验装置示意图,2. 测试步骤调节试验环境安装试样、夹具。启动试验机记录最大负荷3. 结果表示及影响因素（1）结果表示剪切强度按下式计算：t = P/D

25、t （5-23）测定剪切强度时，P为最大负荷；测定破坏剪切强度时，P为破坏负荷；测定屈服剪切强度时，P为屈服负荷测定定变形率剪切强度时，P为规定变形率时剪切负荷。,（2）影响因素剪切速度 同一种材料随着剪切试验速度的增加，其剪切强度也增大。试样厚度 材料在其制造过程中，不可避免地会产生一些气孔、杂质或低分子物质等缺陷，试样越厚，存在缺陷的概率也越高，因此一般试样越厚其剪切强度值也越低。环境温度 随着温度的升高，剪切强度明显下降，且热塑性材料较热固性材料的影响更为明显。,二、蠕变及应力松弛试验,（一）蠕变试验1. 试验样品和试验装置试验样品使用相关材料标准或GB/T1040.2-2006中规定的

26、测定拉伸性能的试样。试验装置由夹具、加载系统、伸长测量装置、计时器和测微计组成。,图5-29 不同树脂在23环境下经过1000小时一定负荷后的应力应变曲线,（二）应力松弛试验,在恒定形变下，物体的应力随时间而逐渐衰减的现象称为应力松弛。如垫片、密封件、阀座等塑料制品应用的情况，往往要经历应力松弛过程。随时间和温度，变形引起应力损失，从而导致力学性能变化，这种现象会影响制件的密封程度和紧固件的紧密程度。应力松弛是一种理论上类似于蠕变特点的松弛行为，塑料应力松弛程度依赖与应变、时间和温度条件。,“硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定拉伸应力松弛试验”（GB/T 9871-2008/ ISO6914:

27、2004）,1. 试验样品和试验装置2.试验步骤（1）方法A在无应力条件下，将试样安装在已预热的夹持器上，进行老化；在（50.5）min之后，拉伸试样在1min之内达到45%55%之间的伸长，并保持其在该伸长的1%以内；也可以用（202）%的较小伸长代替（505）%，测量初始力（F0）。,（2）方法B在无应力条件下，将试样安装在已预热的夹持器上，进行老化在（50.5）min之后，拉伸试样在2s之内达到45%55%之间的伸长，并保持其在该伸长的1%以内(101)s,测量初始力（F0）3. 结果表示,（三）蠕变和应力松弛试验的影响因素1温度的影响 温度越高，蠕变值和应力松弛值也越大。2压力的影响增

28、大压力，降低分子链段的活动性，即降低了柔量。3聚合物分子量的影响 分子量较小，熔融粘度与分子量成正比。4交联状态的影响 交联度提高，蠕变速率明显下降。5共聚和增塑作用的影响 共聚和增塑使蠕变和应力松弛曲线在温度轴方向产生平移。6结晶化的影响 结晶能大大减少蠕变或应力松弛。7聚合物分子结构的影响分子链愈柔曲，蠕变和应力松弛就愈明显；相反，刚性分子链及链间作用力大的材料，蠕变及应力松弛就小。,三、疲劳试验,(一) 疲劳的起因疲劳是在较静态极限载荷小的载荷作用下，经过一定的时间周期后，首先在材料中产生很小的疲劳裂纹，然后在裂纹或材料的缺陷处(如杂质、填料、气泡、裂隙、表面擦伤、刻痕等)处产生应力集中

29、，使此处的应力比其他地方高数倍，数十倍或数百倍，就使裂纹迅速扩展，而导致材料的力学性能减弱或破坏。疲劳是材料在周期性的交变载荷作用下发生的破坏。疲劳寿命被定义为试样在给定的交变应力或应变作用下断裂时的循环次数N。银纹化和剪切流变是聚合物疲劳过程中最普遍的分子链变形方式。,（二）疲劳试验举例 高聚物多孔弹性材料定负荷冲击疲劳的测定(GB/T18941-2003) 1.试验原理通过一个面积比试样小一些的压头反复地凹入试样，在保持规定范围内的每一个冲击周期中达到最大负荷。2.试验设备试验设备使用往复式冲击试验机由平台、压头、压头支架、测力装置组成，通过曲辊或其他合适的机械装置，试验机应能使承载试样的

30、台板或压头支架往复运动，一个向另一个从垂直方向以每分钟为(705)次的速率进行冲击，冲击幅度应是可以调节的。,图5-30 手动操作式试验机的构造示意图,图5-31 自动调节式试验机的构造示意图,3试验方法4结果表示厚度减少值的百分率d由式5-27给出：d=100（d1-d2）/d1 （5-27）式中：d1，初始厚度，mm；d2，最终厚度， mm。硬度减少值H由式5-28求出：H=H1-H2 （5-28）式中：H1，初始硬度；H2，最终硬度。,四、摩擦及磨耗性能,摩擦性能主要是指材料的摩擦系数磨耗性能主要是指在摩擦过程中，材料的表面不断损失的性能。（一）摩擦性能1. 基本概念两个相互接触物体或物

31、体与介质之间发生相对运动或具有相对运动趋势时出现的阻碍作用称为摩擦。这种阻碍相对运动的力称为摩擦力，摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向，跟物体相对运动方向相反。,2. 试验设备与试验方法目前，我国的GB10006-88是等同采用ISO8295-1986(E)塑料薄膜和片材摩擦系数的测定方法测定装置。,图5-32 摩擦系数的测定方法示意图,图5-33摩擦系数测试仪,图5-34 包装材料的静态摩擦系数,图5-35鞋类摩擦系数测试仪,3. 影响摩擦的因素温度对摩擦系数有一定的影响，但都不太大。塑料摩擦系数随负荷增大而缓慢下降。在中、低速度范围内，塑料的摩擦系数随速度的增加而增大，但在高速下，随速度

32、的增加而降低。配对材料 同一种塑料，因对摩材料的不同，其摩擦系数有很大差别。表面的粗糙度 接触表面愈粗糙，摩擦系数愈大。但聚四氟乙烯-钢的摩擦系数，当钢的光洁度很高时，却反面增大，只有当钢的光洁度在适当范围内才降到最小，这可能和聚四氟乙烯在钢表面的粘附有关。还有许多因素:如塑料的加工方法，试样的厚度等。,表5-12 几种类型塑料的摩擦系数,（二）磨耗性能,1.基本概念磨损是摩擦的必然结果。在摩擦力作用下的整个过程中，发生一系列的机械、物理、化学的相互作用，以致材料表面发生尺寸变化和物质损耗。磨耗或磨损 由于摩擦力引起的材料表面的损失，即物体在相互摩擦的过程中，其接触表面上的物质不断损失的现象。

33、磨损率 单位时间(或单位行程、圈数等)材料的损失量。耐磨性 抵抗由于机械作用使材料表面产生磨损的性能，通常用磨损量表示，磨损量愈小，耐磨性愈好。,2.磨耗试验方法产生磨耗的主要因素是切割和疲老。磨耗试验主要分两大类型：一种采用松散的摩擦材料，另一种采用致密的摩擦材料（GB/T25262-2010）。主要的磨耗类型都是胶料与另一个固体摩擦材料接触运动而产生的磨耗。,试样和摩擦材料均旋转（1.试样；2.摩擦材料）,砂轮通过旋转扁平圆盘试样驱动（1. 试样；2. 摩擦材料）,试样和摩擦材料都旋转（1.试样；2.摩擦材料）,试样紧贴在旋转摩擦辊简上（1.试样；2.摩擦材料）,刀具作用于旋转试样（1.试

34、样；2. 摩擦材料）,试样和磨料在旋转空心圆桶中作用（1.试样；2.摩擦材料）,典型的磨耗类型,3阿克隆磨耗试验,在橡胶性能研究中，多使用阿克隆磨耗机进行磨耗试验,（1.电机；2.减速器；3.胶轮轴；4.压力微调块；5.刷子；6.砝码；7.祛码支承架；8.砂轮；9.计数器；10.角度调节螺拴）,（1）阿克隆磨耗试验的工作原理与方法：阿克隆磨耗试验的工作原理是将试样与砂轮在一定倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦，测定试样一定里程的磨耗体积。（2）阿克隆磨耗试验的试样试样有2种类型，半成品胶料和硫化完的试样。(3) 磨耗试验结果计算试样磨耗体积V按下式计算：V=(m1-m2) / （5-31）磨耗

35、指数按下式计算：磨耗指数=Vs/Vt100% （5-32）,(4)影响磨耗试验的因素砂轮 砂轮是试验时的磨料，其切割力的大小，直接影响试验结果，在使用过程中，随着时间的延长，在其表面会附着一层发粘的胶沫，甚至染上油污，这些对试验结果都有影响。角度 角度增大，其滑动率也随之增大，磨耗量呈直线激烈增加。负荷 磨耗量随负荷的增加而逐渐增大。试样 试样长度越短磨耗量越大，试样越长磨耗量越小；试样厚度增加，磨耗量逐渐增大；试样夹板的大小，试样打滑的情况对磨耗量都有影响但转速的影响不太明显。,（三）塑料磨损试验,1基本概念磨损是物体相对运动时相互接触表面的物质不断损失或产生残余变形的现象。磨损是摩擦的必然

36、结果，是决定材料寿命的重要因索。根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可分为:黏着磨损，磨料磨损、接触疲劳磨损(接触疲劳)、微动磨损及腐蚀磨损、气蚀、液体冲蚀等。塑料材料的磨损除主要由力学因素引起外，在整个过程中材料还将发生一系列物理、化学状态的变化。,2. 塑料滑动摩擦磨损试验,滑动摩擦是指两接触物体接触点具有不同速度时之摩擦。GB3960-1983规定了塑料及塑料基复合材料的滑动摩擦磨损性能测定。,图5-43 磨损试验机加载装置原理图（1.塑料试件；2.钢圆环；3.支撑座；4.销轴；5.加载杆；6.弹簧；7.加载载荷）,3.塑料滚动磨损试验方法,GB/T 5478-2008规定了塑料滚动磨损试验

37、方法原理是在两个磨轮上施加定量的负荷并使其与试样接触，试样经过规定次数的摩擦后，产生磨损，再以适宜的方法进行评价。,图5-44设备示意图(顶视图) ( 1.磨轮；2.真空嘴；3.孔；4.试样；5.磨耗区),图5-45设备示意图(侧视图) ( 1.磨轮；4.试样),评价:质量磨损，体积磨损，光学性能的变化等变化,思考题：1塑料拉伸试验用的试样有几种类型？2影响拉伸强度的因素有哪些？如何影响？3做弯曲试验时试验跨度和试验速度如何选择？4影响弯曲强度的因素有哪些？如何影响？5影响压缩强度的因素有哪些？如何影响？6冲击试验分为哪几类？摆锤式冲击试验又分为哪两种？7影响冲击强度的因素有哪些？如何影响？8硬度测试过程中哪些操作因素会影响测定结果精确度？9邵氏硬度有几种类型？如何根据你的材料选用邵氏硬度计？影响材料邵氏硬度大小的材料本性有哪些？,本章结束,