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延度檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 04:49:50 更新時(shí)間：2025-07-28 04:49:51

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

延度檢測(cè)：評(píng)估材料延展性的關(guān)鍵指標(biāo)

延度檢測(cè)是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中一項(xiàng)至關(guān)重要的物理性能測(cè)試，尤其在評(píng)價(jià)瀝青、塑料、橡膠等高分子材料以及某些金屬材料的塑性變形能力方面具有核心地位。延度，具體指標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試樣在規(guī)定的溫度、拉伸速度條件下被拉伸直至斷裂時(shí)所能達(dá)到的最大長(zhǎng)度，通常以厘米(cm)為單位表示。該指標(biāo)直觀地反映了材料在屈服后抵抗塑性變形而不發(fā)生斷裂的能力，即其延展性或韌性。優(yōu)異的延度意味著材料在受力變形時(shí)不易脆斷，具備良好的柔韌性和抗裂性，這對(duì)于在溫度變化、機(jī)械載荷或動(dòng)態(tài)應(yīng)力環(huán)境下工作的材料（如道路瀝青、電纜護(hù)套、密封材料等）的使用壽命和安全性至關(guān)重要。因此，精確可靠的延度檢測(cè)對(duì)于材料質(zhì)量控制、產(chǎn)品研發(fā)、工程應(yīng)用及規(guī)范符合性驗(yàn)證具有不可替代的意義。

檢測(cè)項(xiàng)目

延度檢測(cè)的核心項(xiàng)目就是測(cè)定材料在規(guī)定條件下的最大拉伸長(zhǎng)度（延度值）。根據(jù)材料類型和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，主要的檢測(cè)項(xiàng)目包括：

瀝青延度： 這是道路石油瀝青最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一，特別是用于評(píng)價(jià)其在較低溫度下的抗裂性能（低溫延度）。通常測(cè)試溫度有15°C、10°C、5°C甚至更低。
塑料/橡膠斷裂伸長(zhǎng)率： 雖然更常用斷裂伸長(zhǎng)率（斷裂時(shí)伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距的百分比）來表征，但其本質(zhì)也是延展性的體現(xiàn)，是塑料、橡膠制品（如薄膜、管材、密封條）的重要力學(xué)性能指標(biāo)。
密封膠/粘接劑延展性： 評(píng)價(jià)其適應(yīng)接縫位移變形的能力。
金屬線材伸長(zhǎng)率： 部分標(biāo)準(zhǔn)會(huì)測(cè)試金屬線材在一定條件下的延展性能。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行延度檢測(cè)的核心設(shè)備是延度儀（Ductilometer），其基本構(gòu)成和工作原理如下：

恒溫水浴系統(tǒng)： 包含一個(gè)足夠長(zhǎng)的水槽（通常大于100cm），內(nèi)置加熱/制冷裝置和循環(huán)泵，確保整個(gè)試驗(yàn)過程中水溫精確穩(wěn)定在設(shè)定值（如瀝青常用25°C±0.1°C、15°C±0.1°C等），這是獲得準(zhǔn)確結(jié)果的關(guān)鍵。
試樣模具： 用于制備標(biāo)準(zhǔn)尺寸的“8”字形試樣（如瀝青常用最小橫截面積為1cm2的啞鈴狀試樣）。模具需符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的幾何精度。
拉伸裝置： 位于水槽兩端。一端固定試樣，另一端連接可移動(dòng)滑板或鏈條。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（通常為電機(jī)驅(qū)動(dòng)）以恒定速度（如瀝青標(biāo)準(zhǔn)為5 cm/min ± 0.25 cm/min）平穩(wěn)拉伸試樣。
測(cè)量與記錄系統(tǒng)： 通常包括精密的標(biāo)尺或位移傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄試樣拉伸的長(zhǎng)度?，F(xiàn)代延度儀配備數(shù)據(jù)采集軟件，能自動(dòng)記錄拉伸力-位移曲線或直接讀取斷裂時(shí)的延度值。

核心儀器示意圖：
[恒溫水槽] --- [固定夾頭] --- [試樣] --- [移動(dòng)夾頭] --- [驅(qū)動(dòng)馬達(dá) & 位移測(cè)量裝置]

檢測(cè)方法

標(biāo)準(zhǔn)的延度檢測(cè)流程（以瀝青為例）通常包括以下步驟：

試樣制備： 將熔融的瀝青（已脫水）小心注入預(yù)熱過的、涂有隔離劑的模具中，避免產(chǎn)生氣泡。在室溫下冷卻規(guī)定時(shí)間（如30-40分鐘），然后放入規(guī)定試驗(yàn)溫度的水浴中恒溫一段時(shí)間（如30-90分鐘）。
儀器準(zhǔn)備： 將延度儀水槽注滿水（或水與乙二醇混合物，用于低溫測(cè)試），設(shè)定并精確控制水溫至目標(biāo)溫度（如25°C ± 0.1°C）。啟動(dòng)循環(huán)泵使水溫均勻。
裝樣： 將恒溫后的試樣（連模具）從水浴中取出，迅速脫模。將試樣兩端分別安裝在水槽兩端的夾頭上，確保試樣完全浸沒于水面以下至少2.5cm且與拉伸方向平行、無初始應(yīng)力。檢查標(biāo)尺零點(diǎn)。
拉伸測(cè)試： 啟動(dòng)延度儀，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的恒定拉伸速度（如5 cm/min）開始拉伸試樣。
觀察與記錄： 持續(xù)觀察試樣拉伸情況。當(dāng)試樣拉伸變細(xì)，最終斷裂成兩段（或更多段）時(shí)，停止拉伸。記錄此時(shí)移動(dòng)端指針（或傳感器讀數(shù)）所指示的拉伸長(zhǎng)度，即為該試樣的延度值（cm）。
平行試驗(yàn)： 同一瀝青樣品通常要求制備不少于3個(gè)平行試樣進(jìn)行測(cè)試，取平均值作為最終結(jié)果。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

延度檢測(cè)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。常見標(biāo)準(zhǔn)包括：

瀝青材料：
- 中國(guó)： GB/T 4508 《石油瀝青延度測(cè)定法》
- 美國(guó)： ASTM D113 《Standard Test Method for Ductility of Bituminous Materials》
- 國(guó)際： EN 13398 《Bitumen and bituminous binders - Determination of the elasticity recovery of modified bitumen》或ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（延度常被包含在特性指標(biāo)中）
塑料/橡膠：
- 中國(guó)： GB/T 1040 《塑料拉伸性能的測(cè)定》系列標(biāo)準(zhǔn) (測(cè)量斷裂伸長(zhǎng)率)， GB/T 528 《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》
- 美國(guó)： ASTM D638 《Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics》， ASTM D412 《Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers—Tension》
- 國(guó)際： ISO 527 《Plastics - Determination of tensile properties》， ISO 37 《Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tensile stress-strain properties》

標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)： 這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了試樣的形狀和尺寸、模具規(guī)格、預(yù)處理?xiàng)l件（溫度、時(shí)間）、試驗(yàn)溫度、拉伸速度、水浴要求、結(jié)果計(jì)算和報(bào)告格式等。例如，GB/T 4508 和 ASTM D113 對(duì)瀝青延度的測(cè)試條件（溫度、速度）有明確規(guī)定，任何偏離都會(huì)影響結(jié)果。

綜上所述，延度檢測(cè)通過標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試儀器、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鞣椒ê徒y(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為評(píng)估材料的延展性能提供了科學(xué)依據(jù)。準(zhǔn)確掌握和嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是獲得可靠延度數(shù)據(jù)、保障材料及工程應(yīng)用質(zhì)量的基礎(chǔ)。