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高溫收縮余量檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-24 17:33:32 更新時(shí)間：2025-07-23 17:33:32

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

高溫收縮余量檢測(cè)

高溫收縮余量檢測(cè)是評(píng)價(jià)材料在高溫環(huán)境下尺寸穩(wěn)定性的關(guān)鍵測(cè)試項(xiàng)目，尤其對(duì)高分子材料、復(fù)合材料、紡織品、陶瓷及某些金屬制品至關(guān)重要。它反映了材料在經(jīng)歷加熱-冷卻循環(huán)后，其最終尺寸相對(duì)于原始尺寸的不可逆變化量（通常表現(xiàn)為收縮）。這一指標(biāo)直接關(guān)系到產(chǎn)品的最終尺寸精度、裝配性能和使用壽命。例如，在塑料注塑、橡膠硫化、織物熱定型、陶瓷燒結(jié)以及電子封裝等領(lǐng)域，準(zhǔn)確掌握材料的高溫收縮余量對(duì)于優(yōu)化工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)模具尺寸、保證產(chǎn)品合格率具有決定性意義。

檢測(cè)項(xiàng)目

高溫收縮余量的核心檢測(cè)項(xiàng)目包括：

1. 收縮余量定義：材料在特定高溫條件下處理并冷卻至室溫后，其線性尺寸（長(zhǎng)度、寬度）或面積相對(duì)于原始尺寸的減少百分比。

2. 收縮率計(jì)算：通常表示為收縮率 (Shrinkage, S) = [(L? - L?) / L?] × 100%，其中 L? 為原始尺寸，L? 為處理后冷卻至室溫的尺寸。

3. 溫度與時(shí)間依賴性：考察材料在不同設(shè)定溫度下、不同保溫時(shí)間后的收縮行為。

4. 材料各向異性：對(duì)于非均質(zhì)材料（如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、取向薄膜、織物），需分別檢測(cè)不同方向（如經(jīng)緯向、流向）的收縮余量。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行高溫收縮余量檢測(cè)主要依賴以下儀器：

1. 高溫烘箱或熱老化試驗(yàn)箱：核心設(shè)備，需提供精確、均勻且穩(wěn)定的高溫環(huán)境，溫度控制精度通常需達(dá)到±1°C或更高，并具備程序升溫、恒溫及冷卻功能。

2. 精密尺寸測(cè)量設(shè)備： * 游標(biāo)卡尺/千分尺：適用于剛性或半剛性樣品，精度需達(dá)到0.01mm或更高。 * 影像測(cè)量?jī)x/光學(xué)投影儀：適用于復(fù)雜形狀或微小樣品，進(jìn)行非接觸式高精度測(cè)量。 * 激光測(cè)距儀：提供快速、非接觸的線尺寸測(cè)量。

3. 樣品夾具與標(biāo)記工具：用于在樣品上制作精確的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)或線（如使用耐高溫油墨、刻痕或?qū)Ｓ脢A具固定點(diǎn)），確保測(cè)量位置一致。

4. 熱膨脹儀 (TMA)：一種更精密的儀器，可在程序控溫下直接、連續(xù)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)樣品在加熱和冷卻過(guò)程中的尺寸變化，特別適用于研究收縮的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

檢測(cè)方法

高溫收縮余量檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)流程通常包括以下步驟：

1. 樣品制備：按標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范裁切規(guī)定尺寸和形狀的試樣，確保邊緣平整無(wú)毛刺。樣品數(shù)量應(yīng)滿足統(tǒng)計(jì)要求（通常≥5個(gè)）。

2. 狀態(tài)調(diào)節(jié)：將試樣在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（如23°C±2°C, 50%±10% RH）下放置規(guī)定時(shí)間（通?！?4小時(shí)），以達(dá)到溫濕平衡并消除加工應(yīng)力（如需）。

3. 初始尺寸測(cè)量 (L?)：使用選定的精密測(cè)量設(shè)備，在狀態(tài)調(diào)節(jié)后的環(huán)境中，準(zhǔn)確測(cè)量試樣上預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)之間的原始尺寸（長(zhǎng)度/寬度），記錄數(shù)據(jù)。

4. 高溫處理： * 將試樣以規(guī)定方式（平放、懸掛或置于專用夾具中，避免約束其自由收縮）放入已預(yù)熱至目標(biāo)溫度的烘箱/試驗(yàn)箱內(nèi)。 * 在設(shè)定溫度下保溫規(guī)定的時(shí)間（如30分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)等）。 * 保溫結(jié)束后，按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行冷卻（如在箱內(nèi)自然冷卻至室溫，或取出在干燥器中冷卻）。關(guān)鍵是要避免在高溫下測(cè)量。

5. 最終尺寸測(cè)量 (L?)：試樣完全冷卻至室溫（狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)境）后，再次在相同位置精確測(cè)量其尺寸。

6. 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析：按公式計(jì)算每個(gè)試樣的收縮率，求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。分析不同溫度、時(shí)間、方向下的收縮行為。

7. 結(jié)果報(bào)告：清晰記錄測(cè)試條件（溫度、時(shí)間、冷卻方式）、試樣信息、測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果及觀察到的現(xiàn)象（如翹曲、變形）。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

高溫收縮余量檢測(cè)需遵循相關(guān)國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測(cè)試的一致性和可比性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (ISO)： * ISO 294-4: Plastics - Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials - Part 4: Determination of moulding shrinkage. (針對(duì)注塑塑料) * ISO 11346: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Estimation of life-time and maximum temperature of use. (涉及高溫老化后性能變化，包含尺寸) * ISO 2577: Plastics - Thermosetting moulding materials - Determination of shrinkage. (針對(duì)熱固性塑料)

2. 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) (ASTM)： * ASTM D955: Standard Test Method of Measuring Shrinkage from Mold Dimensions of Thermoplastics. (熱塑性塑料模塑收縮率) * ASTM D1204: Standard Test Method for Linear Dimensional Changes of Nonrigid Thermoplastic Sheeting or Film at Elevated Temperatures. (非剛性熱塑性片材/薄膜高溫線性尺寸變化) * ASTM D1291: Standard Test Method for Shrinkage of Leather. (皮革收縮率)

3. 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)： * GB/T 15585: 熱塑性塑料注射成型收縮率的測(cè)定。 * GB/T 7141: 塑料熱老化試驗(yàn)方法 (涉及高溫下性能變化)。 * 紡織行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如FZ/T 01034）用于測(cè)試織物及其制品的熱收縮率。

4. 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/內(nèi)部規(guī)范：許多企業(yè)會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)制定更具體的測(cè)試條件和接受標(biāo)準(zhǔn)。