强度测试

在结束本节之前,了解可定义聚合物的不同机械和热性能也很有用。这三项测试可以根据您对打印件的应用需求,确定材料的“强度”。

我们先来回顾三种主要的机械测试:

拉伸测试

拉伸测试是指对聚合物试样施加拉力直到断裂。该测试可用于测定试样的抗拉强度、杨氏模量和断裂伸长率。

查理冲击试验

查理冲击试验是测量在冲击时使试样断裂所需能量的过程。该测试通过将适当的聚合物试样固定到位,然后释放具有一定质量并从一定高度摆动的摆锤与试样碰撞来进行。

三点弯曲试验

三点弯曲试验是测量试样在逐渐加载下抵抗变形的能力。试样在其平面内会承受显著的拉应力和压应力以及剪切应力。该测试可用于测定抗弯强度和抗弯模量。

每种测试都会提供定义材料性能的重要数据:

抗拉强度将给出类似下图的曲线:

抗拉强度

抗拉强度表征将试样拉伸到产生屈服或断裂所需的最大应力。屈服时的抗拉强度测量试样发生屈服(称为颈缩)时的应力,断裂时的抗拉强度测量试样断裂时的应力,极限抗拉强度是两者之间的最大值。这使我们能够了解材料强度的极限及其在受力时的行为。

断裂伸长率

断裂伸长率测量断裂前初始长度与断裂时增加长度之间的变形比率。这使我们能够看到材料在断裂前可承受的拉伸量。

杨氏模量

杨氏模量衡量聚合物在单轴应力下抵抗变形的能力。杨氏模量可用于估算由该材料制造结构的刚性。

抗弯强度将给出类似下图的曲线:

抗弯模量

抗弯模量是一种局部物理性质,定义为弯曲变形中应力与应变的比值。抗弯模量与杨氏模量相似,因为它测试聚合物抵抗变形的能力。

抗弯强度

抗弯强度表示材料在屈服或断裂点所经历的最高应力。

查理冲击强度

查理冲击强度测试使试样断裂所需的冲击力或能量(kJ/m2)。

现在让我们回顾热性能:

热变形温度

热变形温度是测量聚合物在经历一定变形时的温度。该测试使用特定载荷进行,同时以每分钟升高2°C的速率稳步加温,当试样接触传感器的位移达到10mm时测量温度。

维卡软化温度

尽管与HD T(热变形温度)可比,维卡软化温度通过提供一种测试方法来模拟当温度使材料的物理性能软化到一定程度,以致在设定压力下的外部物体能穿透试样表面1mm时的点,二者有所不同。

熔体流动速率

熔体流动速率表征聚合物在特定压力和温度下的流动行为。通过挤出聚合物并在设定时间内测量挤出物的总重量来实现。挤出越多材料,总重量越大,从而表明粘度越低。

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