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硅橡膠材料物理機械性能檢測

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發(fā)布時間：2025-08-03 20:54:50 更新時間：2025-08-02 20:54:50

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

硅橡膠材料物理機械性能檢測概述

硅橡膠作為一種高性能的彈性體材料，因其優(yōu)異的耐高低溫性能、耐候性、電絕緣性和生理惰性，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、汽車工業(yè)、電子電器、航空航天及食品接觸等領(lǐng)域。對其物理機械性能進行全面、精準的檢測是確保其滿足特定應(yīng)用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。物理機械性能檢測主要評估硅橡膠在受力（如拉伸、壓縮、撕裂、摩擦等）作用下的響應(yīng)行為及其耐久性，是材料研發(fā)、質(zhì)量控制、產(chǎn)品驗收和失效分析的核心依據(jù)。

主要檢測項目

硅橡膠材料的物理機械性能檢測項目繁多，主要涵蓋以下幾個方面：

拉伸性能： 包括拉伸強度、斷裂伸長率、定伸應(yīng)力（如100%定伸應(yīng)力、300%定伸應(yīng)力）、楊氏模量（初始模量）等。這是衡量材料抵抗拉伸破壞和變形能力的基本指標。
撕裂性能： 測定材料的抗撕裂能力，常用褲形撕裂、直角撕裂或新月形撕裂等方法，結(jié)果以撕裂強度表示。
硬度： 通過邵氏硬度計（常用邵氏A型）測量材料的軟硬程度，是表征材料彈性模量的直觀指標。
壓縮永久變形： 測試材料在恒定壓縮變形后恢復(fù)原狀的能力，反映其彈性恢復(fù)性和耐蠕變性，對密封應(yīng)用尤為重要。
回彈性： 測量材料受沖擊后回彈恢復(fù)的能力。
耐磨性能： 評估材料抵抗磨損的能力（如使用阿克隆或DIN磨耗試驗機）。
彎曲性能： 評估材料在反復(fù)彎曲下的耐久性（如Ross彎曲試驗）。
其他： 如密度、粘合強度、摩擦系數(shù)等也會根據(jù)特定需求進行測試。

常用檢測儀器

進行硅橡膠物理機械性能檢測需要依賴專業(yè)的試驗設(shè)備：

萬能材料試驗機： 核心設(shè)備，配備高精度力傳感器和位移傳感器，用于進行拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、剝離等多種力學(xué)性能測試?？删_控制試驗速度（恒速或變速）、采集并分析力-位移曲線。
邵氏硬度計： 用于測量硅橡膠的邵氏硬度（A型）。
壓縮永久變形試驗儀： 提供恒溫環(huán)境（如烘箱）和精確的壓縮裝置，用于在規(guī)定溫度和時間下對試樣施加恒定壓縮變形，測試其恢復(fù)性能。
回彈試驗儀： 如擺錘式回彈儀，用于測定材料回彈性。
磨耗試驗機： 如阿克隆磨耗機、DIN磨耗機等，用于評估材料的耐磨性能。
彎曲試驗機： 如Ross彎曲試驗機，用于評估材料的耐彎曲疲勞性能。
測厚儀： 精確測量試樣厚度，是力學(xué)性能測試前準備工作的必要儀器。
沖片機/裁刀： 用于將硅橡膠樣品裁切成標準規(guī)定的試樣形狀（如啞鈴狀、矩形、直角撕裂形等）。

主要檢測方法

檢測方法通常遵循國際或國家標準中規(guī)定的標準化程序，確保測試結(jié)果的可比性和重現(xiàn)性：

試樣制備： 嚴格按照標準要求裁切、測量試樣尺寸（厚度、寬度等），并按規(guī)定進行狀態(tài)調(diào)節(jié)（通常在標準溫濕度下放置一段時間）。
測試條件設(shè)定： 設(shè)定試驗溫度（通常為標準實驗室溫度23±2°C）、濕度（通常為50±10%）、試驗速度（對于拉伸試驗，速度選擇至關(guān)重要，如GB/T 528規(guī)定500mm/min）。
裝夾與測試： 將試樣正確裝夾于試驗機的夾具中，確保對中且無初始應(yīng)力。啟動試驗機，按預(yù)設(shè)程序運行。
數(shù)據(jù)采集與分析： 試驗機自動記錄力-位移/變形曲線。根據(jù)標準定義的計算方法，從曲線上提取或計算出所需的性能指標（如拉伸強度=最大力/原始截面積，斷裂伸長率=(斷裂時標距 - 原始標距)/原始標距 × 100%）。
壓縮永久變形測試： 將規(guī)定尺寸的試樣置于壓縮夾具中，在規(guī)定溫度和時間內(nèi)壓縮至規(guī)定變形率。取出試樣后，在標準溫度下恢復(fù)規(guī)定時間，測量其殘余變形量，計算壓縮永久變形率。
硬度測試： 將硬度計平穩(wěn)壓在平整的試樣表面，在規(guī)定時間內(nèi)讀取指示值。

關(guān)鍵檢測標準

硅橡膠物理機械性能的檢測嚴格依據(jù)相關(guān)的國家、國際或行業(yè)標準進行，常用的標準包括：

拉伸/撕裂性能：
- 國際：ISO 37 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
- 國際：ISO 34-1 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定第1部分: 褲形、直角形和新月形試樣
- 中國：GB/T 528 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
- 中國：GB/T 529 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定 (褲形、直角形和新月形試樣)
- 美國：ASTM D412 - 硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸性能的標準試驗方法
- 美國：ASTM D624 - 橡膠性能的標準試驗方法—撕裂強度
硬度：
- 國際：ISO 7619-1 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠壓痕硬度的測定第1部分: 硬度計法（邵氏硬度）
- 中國：GB/T 531.1 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第1部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）
- 美國：ASTM D2240 - 橡膠性能的標準試驗方法—硬度計硬度
壓縮永久變形：
- 國際：ISO 815 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮永久變形的測定
- 中國：GB/T 7759 - 硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮永久變形的測定
- 美國：ASTM D395 - 橡膠性能的標準試驗方法—壓縮永久變形
其他： 如ISO 4662/ASTM D2632（回彈性），ISO 4649/ASTM D5963（阿克隆磨耗），ISO 132/ASTM D430（Ross彎曲）等。