随着科技的不断发展,对材料性能的要求越来越高,尤其是在极环境下的应用。低温环境对许多材料的性能有着重要影响,例如在航空航天、军事装备、极地科研等领域。为了评估材料在低温条件下的弯曲性能,低温弯折仪应运而生。
低温弯折仪是一种用于测试材料在低温环境下的弯曲性能的仪器。它可以模拟低温条件下的实际使用情况,评估材料在低温下的柔韧性和耐寒性能。主要由温控系统、弯曲装置和测量系统组成。温控系统通过控制制冷剂的流动和温度传感器的反馈,实现对测试环境温度的精确控制。弯曲装置通常由夹持装置和弯曲臂组成,可以对材料进行弯曲加载。测量系统用于测量加载过程中材料的弯曲角度或弯曲力。
一、试样制备技巧
尺寸与方向控制
按标准(如GB/T 18173.3-2002)裁切试样,尺寸为长100mm×宽25mm×厚2mm(或实际产品厚度),纵向、横向各3条,共6条试样。
试样边缘需重合齐平,用定位夹或10mm宽胶带固定,防止弯折时错位。
状态调节
试样在23±2℃、50±5%湿度下调节24小时,确保材料性能稳定。
二、设备调试与参数设置
低温箱设置
确保低温箱温度范围达-40℃~0℃,控温精度±1℃。
根据产品使用环境或客户要求选择测试温度(如-20℃、-30℃)。
弯折装置调整
弯折装置上夹具直径10mm,下夹具直径50mm。
调节上下平板间距至试样厚度的3倍,确保弯折时受力均匀。
三、低温处理与弯折操作
低温处理
将试样放入低温箱,在规定温度下保持2小时(或1小时,依标准而定),确保试样充分冷却。
快速弯折
从低温箱中取出试样后,10秒内将试样绕上夹具(φ10mm)弯曲180°,使两端接触下夹具(φ50mm),保持弯折状态5秒。
关键点:操作需迅速,避免试样回温导致结果偏差。
四、结果判定与记录
观察与记录
迅速观察试样表面,若无裂纹、断裂或分层,则判定为合格;若出现可见裂纹或断裂,则判定为不合格,并拍照记录。
使用8倍放大镜观察试样弯折受拉面,确保结果准确。
多试样验证
纵向、横向各3条试样均需测试,以两块或三块试样均不断裂或无裂纹为最终合格标准。
五、安全与维护注意事项
安全操作
低温防护:接触制冷部件时佩戴防冻手套(-50℃级),避免皮肤直接接触。
液氮补充:补充液氮时保持通风,防止氧气浓度过低。
电气安全:设备需接地(接地电阻≤4Ω),避免静电干扰;禁止在潮湿环境下操作控制面板。
设备维护
制冷效率下降:检查冷媒泄漏(听异响/看压力),联系专业人员补氟。
弯折卡顿:清理夹具内残留碎屑,检查传动皮带张紧度。
温度波动超±2℃:排查门封密封性,更换老化密封条。
六、进阶应用技巧
阶梯降温法
航空航天领域需耐受-55℃高空低温与气压变化的双重考验,可采用阶梯降温法(-20℃→-40℃→-55℃),每次温度阶梯保持2小时后进行弯折测试,验收标准为无可见裂纹且回弹率≥90%。
高频弯折测试
电子工业柔性材料(如PI薄膜)需评估-20℃弯折10万次后的电性能稳定性,可结合耐久性测试设备进行长期监测。
特殊材料处理
新能源汽车电池包密封件需保障特殊工况下的防水防尘等级(IP67+),测试时可增加水压模拟环节,验证弯折后的密封性能。