CN103616407A - 一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法 - Google Patents

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严玉蓉
吴淑焕
张海亮
毛炳和
聂凤明
詹志城
谭伟新
朱锐钿
张鹏
刘文莉
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Abstract

本发明公开了一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，包括以下步骤，将待测试的轻薄样品裁剪成预定尺寸；轻薄样品烘干；按锥形量热仪使用方法对其各项指标校准；待测试的轻薄样品用锡箔纸包覆放入锥形量热仪的样品燃烧盒中，并放入专用支架以固定轻薄样品；当厚度在0.2mm左右的轻薄样品放入样品燃烧盒后，将轻薄样品按常规测试要求层叠至厚度大于3mm并放入样品燃烧盒后，加入专用支架以固定轻薄样品，防止轻薄样品在燃烧过程中产生明显的翘曲、偏移，甚至部分样品随着气流飘飞，从而导致测试结果产生明显的误差；通过增设专用支架使得采用锥形量热仪测试轻薄样品成为可能，极大地扩展锥形量热仪的使用范围。

Description

一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法
技术领域
    本发明涉及一种锥形量热仪样品测试方法，特别涉及一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法。
背景技术
锥形量热仪是美国国家标准与技术研究院(NIST) 于上世纪八十年代初开发的用于材料燃烧性能的小尺度（bench-scale）火灾试验装置。锥形量热仪经过近三十年的实践与完善，已能测试材料多方面的火灾燃烧性能。锥形量热仪的最大特点是通过锥形加热器模拟火灾中的热流强度，使材料在准火灾条件下燃烧，能同时测试材料的热释放速率、燃烧气体的产率等各项燃烧性能参数。由于锥形量热仪试验数据与真实火灾中材料的燃烧行为具有比较好的相关性，而锥形量热仪试验具有操作简单、成本低廉等优点，因此，锥形量热仪在火灾科学、消防工程、材料阻燃等研究领域的应用越来越广泛。
锥形量热仪常用于建筑材料，塑料材料，纺织品等的燃烧性能分析，但是锥形量热仪的使用要求，所需要进行测试的样品的厚度一般要求在3mm以上，对于薄型样品而言，只能采用层叠的方式达到该要求。通过研究发现，处于这种层叠模式的测试样品在实验过程中，由于烟气不能及时从测试样品层间（或者内部）排出，而导致测试样品在燃烧的过程中产生明显的翘曲，偏移，甚至部分样品随着气流飘飞，从而导致测试结果产生明显的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用锥形量热仪测试轻薄样品误差小的测试方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，包括以下步骤：
（1）、采用激光切割机将待测试的轻薄样品裁剪成预定尺寸；
（2）、将裁剪后的待测试的轻薄样品烘干；
（3）、按锥形量热仪使用方法对其各项指标校准；
（4）、待测试的轻薄样品多层叠加至厚度大于3mm，并用锡箔纸包覆放入锥形量热仪的样品燃烧盒中，并放入专用支架以固定轻薄样品，所述专用支架为由金属线材制成的方形支架；
（5）、按锥形量热仪的使用方法进行实验数据采集。
进一步作为本发明技术方案的改进，制成所述方形支架的金属线材为不锈钢线，所述不锈钢线的直径为0.05~0.5mm。
进一步作为本发明技术方案的改进，每次测试都需要更换专用支架。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述方形支架为由金属线材制成的口字形支架，在所述口字形支架四周角落处搭接有加强斜线。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述方形支架为由金属线材制成的口字形支架，在所述口字形支架四周角落处分别向下延伸出端脚。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述方形支架为由金属线材制成的十字形支架。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述方形支架为由金属线材制成的井字形支架。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述方形支架为由金属线材制成的网格形支架。
有益效果：本发明设计的轻薄样品的测试方法主要针对厚度在0.2mm左右的轻薄样品，将轻薄样品按常规测试要求层叠至厚度大于3mm并放入样品燃烧盒后，加入专用支架以固定轻薄样品，防止轻薄样品在燃烧过程中产生明显的翘曲、偏移，甚至部分样品随着气流飘飞，从而导致测试结果产生明显的误差；通过增设专用支架使得采用锥形量热仪测试轻薄样品成为可能，极大地扩展锥形量热仪的使用范围，在此方法试验条件下进行锥形量热试验操作简便，测定结果的重现性更好，样品的燃烧过程更简明清晰。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例专用支架使用示意图。
具体实施方式
参照图1本发明一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，包括以下步骤：
（1）、采用激光切割机将待测试的轻薄样品30裁剪成预定尺寸；
（2）、将裁剪后的待测试的轻薄样品30烘干；
（3）、按锥形量热仪使用方法对其各项指标校准；
（4）、待测试的轻薄样品30多层叠加至厚度大于3mm，并用锡箔纸包覆放入锥形量热仪的样品燃烧盒20中，并放入专用支架10以固定轻薄样品，所述专用支架为由金属线材制成的方形支架；
（5）、按锥形量热仪的使用方法进行实验数据采集。
其中常规的锥形量热仪的样品燃烧盒20由盒底21和盒盖22组成，在进行样品测试时样品燃烧盒20内还设有一垫衬层23，传统对于轻薄样品的测试通过层叠的方式达到一定的厚度，例如3mm，然后放置在垫衬层23上并盖上盒盖22，使轻薄样品的上端面刚好能抵触到盒盖22。
而本发明设计的轻薄样品的测试方法通过增设专用支架使得采用锥形量热仪测试轻薄样品成为可能，极大地扩展锥形量热仪的使用范围，具体是在轻薄样品30放入样品燃烧盒20中的垫衬层23上时，放入该方形支架10于轻薄样品30上将轻薄样品30固定展平，防止轻薄样品30在燃烧过程中产生明显的翘曲、偏移，甚至部分样品随着气流飘飞，从而导致测试结果产生明显的误差。
在本实施例中，主要对15g/m2聚丙烯纺粘无纺布进行测试，采用CO2激光切割器将聚丙烯纺粘无纺布样品裁剪成尺寸为100mm×100mm的待测样品后，将待测样品置于烘箱中，于100℃下烘干2小时。采用万分之一天平称量样品克重为0.15g，采用测试精度为0.01mm的手持型测厚仪测试待测样品的厚度为0.2mm。打开锥形量热仪的气体分析器，至仪器稳定。检查锥形量热仪干燥硅胶，清理样品气流管道和过滤器，排除冷井中积水。在操作软件中校正仪器参数，分别将烟道气体流速设定为24l/s，校正激光烟密度测试仪；待冷井温度≤3℃，校正气体分析器；校准天平；调整样品台上表面到锥形加热器下地面间距为25mm。打开热流计冷却水，打开锥形加热器，将热辐射强度调为25kw。将轻薄样品用102mm×102mm的锡箔纸包覆（光面向上），放入样品燃烧盒中，并在样品燃烧盒上端盖下放上薄型样品专用支架，称重。将样品信息与测试条件输入测试软件中。收集系统基线，基线成功收集后，将待测轻薄样品放于样品盒中，在其上放置薄型测试样品专用支架，并固定，盖上样品盒盖，一起放入天平支架上方，开始测试并记录样品点燃时间、熄灭时间，记录测试间异常现象。将灰烬移除，保存数据，待样品盒温度降为室温后开始下一组测试。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、采用激光切割机将待测试的轻薄样品裁剪成预定尺寸；
（2）、将裁剪后的待测试的轻薄样品烘干；
（3）、按锥形量热仪使用方法对其各项指标校准；
（4）、待测试的轻薄样品多层叠加至厚度大于3mm，并用锡箔纸包覆放入锥形量热仪的样品燃烧盒中，并放入专用支架以固定轻薄样品，所述专用支架为由金属线材制成的方形支架；
（5）、按锥形量热仪的使用方法进行实验数据采集。
2.根据权利要求1所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：制成所述方形支架的金属线材为不锈钢线，所述不锈钢线的直径为0.05~0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：每次测试都需要更换专用支架。
4.根据权利要求2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：所述方形支架为由金属线材制成的口字形支架，在所述口字形支架四周角落处搭接有加强斜线。
5.根据权利要求2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：所述方形支架为由金属线材制成的口字形支架，在所述口字形支架四周角落处分别向下延伸出端脚。
6.根据权利要求2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：所述方形支架为由金属线材制成的十字形支架。
7.根据权利要求2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：所述方形支架为由金属线材制成的井字形支架。
8.根据权利要求2所述的采用锥形量热仪测试轻薄样品的测试方法，其特征在于：所述方形支架为由金属线材制成的网格形支架。
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