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抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率與抗張能量吸收
日期:2025-10-29 17:26
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摘要:在造紙、包裝、塑料薄膜及材料科學(xué)研究領(lǐng)域,準(zhǔn)確評(píng)估材料在拉伸狀態(tài)下的力學(xué)性能至關(guān)重要。其中,抗張強(qiáng)度(Tensile Strength)、伸長(zhǎng)率(Elongation at Break) 和 抗張能量吸收(Tensile Energy Absorption, TEA) 是衡量紙張、紙板、塑料膜及其他非金屬材料質(zhì)量與使用性能的核心指標(biāo)。
一、核心測(cè)試指標(biāo)詳解
1.
抗張強(qiáng)度(Tensile Strength)
- 定義:材料在單位截面積上所能承受的最大拉伸力,即斷裂前的最大應(yīng)力。
- 意義:反映材料抵抗外力拉伸破壞的能力,是評(píng)價(jià)材料強(qiáng)度的重要參數(shù)。
-
單位:
- 紙張/紙板:kN/m 或 N/m
- 塑料薄膜:MPa 或 N/mm2
- 影響因素:纖維排列、漿料種類、壓光工藝、添加劑等。
2.
伸長(zhǎng)率(Elongation at Break)
- 定義:試樣在拉伸至斷裂時(shí),其長(zhǎng)度相對(duì)于原始標(biāo)距的增加百分比。
-
公式:
伸長(zhǎng)率
其中, 為初始標(biāo)距, 為斷裂時(shí)標(biāo)距。 - 意義:表征材料的柔韌性和延展性。高伸長(zhǎng)率意味著材料更“柔軟”或“有彈性”。
-
典型值參考:
- 新聞紙:1.5% ~ 3.0%
- 牛皮紙:4.0% ~ 8.0%
- BOPP薄膜:150% ~ 300%
3.
抗張能量吸收(Tensile Energy Absorption, TEA)
- 定義:材料在拉伸至斷裂過(guò)程中所吸收的總能量,即應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積。
- 物理意義:綜合反映材料的強(qiáng)度與韌性,是評(píng)估材料抗沖擊、抗撕裂能力的重要指標(biāo)。
- 單位:J/m2(焦耳/平方米)或 kJ/m3
-
應(yīng)用價(jià)值:
- 預(yù)測(cè)包裝材料在運(yùn)輸過(guò)程中的抗沖擊性能;
- 評(píng)估紙張?jiān)诟咚儆∷C(jī)中的斷紙風(fēng)險(xiǎn);
- 比較不同配方或工藝下材料的整體力學(xué)表現(xiàn)。
二、測(cè)試設(shè)備與原理
1.
測(cè)試儀器
- 智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)(或萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī))
- 符合標(biāo)準(zhǔn):ISO 1924-2、GB/T 12914、TAPPI T494、ASTM D882 等
2.
設(shè)備主要組成
- 加載系統(tǒng):伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),確保恒速拉伸(如20 mm/min 或 100 mm/min)。
- 測(cè)力傳感器:高精度負(fù)荷傳感器(如1N、5N、50N、500N量程),精度可達(dá)±0.5%。
- 夾具系統(tǒng):氣動(dòng)或手動(dòng)夾持,確保試樣夾緊不滑移。
- 自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng):光電編碼器或激光位移傳感器,**測(cè)量伸長(zhǎng)量。
- 控制系統(tǒng):觸摸屏或計(jì)算機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)曲線顯示、數(shù)據(jù)處理與報(bào)告生成。
三、測(cè)試流程簡(jiǎn)述
-
樣品準(zhǔn)備
- 裁切標(biāo)準(zhǔn)試樣(如紙張:15 mm × 150 mm;塑料膜:10 mm × 100 mm)。
- 在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境(23±1°C,50±2%RH)下平衡至少4小時(shí)。
-
參數(shù)設(shè)置
- 設(shè)定拉伸速度(根據(jù)材料類型選擇,如紙張常用20 mm/min)。
- 輸入試樣寬度、厚度(用于計(jì)算截面積)。
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安裝試樣
- 將試樣兩端夾緊于上下夾具中,確保垂直無(wú)扭曲。
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開(kāi)始測(cè)試
- 啟動(dòng)設(shè)備,系統(tǒng)自動(dòng)以恒定速度拉伸試樣。
- 實(shí)時(shí)采集力值與位移數(shù)據(jù),繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
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結(jié)果分析
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儀器自動(dòng)計(jì)算并顯示:
- 最大抗張力 → 抗張強(qiáng)度
- 斷裂時(shí)伸長(zhǎng)量 → 伸長(zhǎng)率
- 曲線下面積 → 抗張能量吸收
- 支持多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、曲線對(duì)比、導(dǎo)出Excel或PDF報(bào)告。
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儀器自動(dòng)計(jì)算并顯示:
通過(guò)測(cè)定抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和抗張能量吸收,企業(yè)可以**了解材料的力學(xué)行為,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)以其高精度、自動(dòng)化、多功能、符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn),已成為紙張、塑料膜及其他非金屬材料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的核心設(shè)備。無(wú)論是用于出廠檢驗(yàn)、來(lái)料檢測(cè)、研發(fā)驗(yàn)證,還是滿足ISO、GB、TAPPI、ASTM等認(rèn)證要求,該測(cè)試系統(tǒng)都能提供科學(xué)、可靠的數(shù)據(jù)支持。如需獲取詳細(xì)技術(shù)參數(shù)或定制測(cè)試方案,歡迎聯(lián)系專業(yè)技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。
