CN203858175U - 用于材料的湿膨胀性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于材料的湿膨胀性能测试装置，包括：尺寸及质量测试设备、以及分别与尺寸及质量测试设备相连接的温度控制设备、湿度控制设备和控制与输出设备；所述尺寸及质量测试设备包括石英晶体。本实用新型由于利用石英晶体对温度、湿度的膨胀系数，作为尺寸测试标度，并通过温度控制设备和湿度控制设备的控制，保证了材料/构件湿膨胀性能测试的准确性。本实用新型根据各种树脂基体材料和纤维复合后的湿变形情况，作为今后选择材料、进行铺层设计的依据。本实用新型不仅操作方便，而且保证了测试的准确。

Description

用于材料的湿膨胀性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及太空环境用材料/构件的性能测试装置，具体是一种用于材料的湿膨胀性能测试装置。

背景技术

材料/构件在不同湿度条件下的吸湿性能是评价材料/构件可否用于太空环境的重要评价指标，公知的材料/构件吸湿性能由于存在吸湿后尺寸及质量难以测定等问题无法进行相关性能测试。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种用于材料的湿膨胀性能测试装置。利用本实用新型可以方便测试材料/构件的湿膨胀性能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

一种用于材料的湿膨胀性能测试装置，包括：

-尺寸及质量测试设备，用于在温度、湿度发生微小变化的情况下对试样进行测试；

-温度控制设备，与尺寸及质量测试设备相连接，用于控制尺寸及质量测试设备内的环境温度研究试样的热变形量和热膨胀系数；

-湿度控制设备，与尺寸及质量测试设备相连接，用于控制尺寸测试设备内的环境湿度研究试样的湿变形量、吸湿率和湿膨胀系数；

-控制与输出设备，与尺寸及质量测试设备相连接，通过尺寸及质量测试设备，分别控制上述三个设备内的工作参数，并通过测量计算饱和吸湿率和湿膨胀系数从而得到由于材料吸湿引起的湿变形情况。

所述尺寸及质量测试设备包括石英晶体，并利用石英晶体对温度、湿度的膨胀系数，作为尺寸测试标度。

所述尺寸及质量测试设备包括尺寸测试设备、质量测试设备，尺寸测试设备、质量测试设备均分别连接温度控制设备、湿度控制设备、控制与输出设备。

所述温度控制设备为温度控制精度参数为0.1℃的温控设备。

所述湿度控制设备包括加湿器，所述加湿器的水蒸汽喷射口朝向尺寸及质量测试设备。

所述工作参数为：输出温度值(T)、相对湿度值(RH)、尺寸变化值(ΔL)及质量值(M)。

所述测量计算饱和吸湿率和湿膨胀系数包括以下步骤：

第一步，将通过控制与输出设备调节温度控制设备和湿度控制设备，使尺寸及质量测试设备内的环境温度为60℃，环境相对湿度0％；

第二步，将试样放置在该环境中平衡12小时，直到其质量变化在±0.1mg，并记录式样在干燥状态下的质量；

第三步，将相对湿度调节并控制在53％，温度调节至24℃，观察试样的质量变化；

第四步，当质量波动在±0.1mg范围内时读取其质量，则：

$C_{\∞}=\frac{M_{\∞}}{M_0}\×100---\left(1\right)$

$\mathrm{CME}=\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{\ΔL}}{C_{\∞}}---\left(2\right)$

式(1)中，C_∞为试样的饱和吸湿率，M_∞为试样吸湿达到饱和时的质量值，M₀为试样处于干燥状态下的质量值；

式(2)中，β是试样沿长度方向的湿膨胀系数，ΔL是试样在湿度变化时的尺寸变量，C_∞为试样的饱和吸湿率。

本实用新型提供的用于材料的湿膨胀性能测试装置，由于利用石英晶体对温度、湿度的膨胀系数，作为尺寸测试标度，并通过温度控制设备和湿度控制设备的控制，保证了材料/构件湿膨胀性能测试的准确性。根据各种树脂基体材料和纤维复合后的湿变形情况，作为今后选择材料、进行铺层设计的依据。本实用新型不仅操作方便，而且保证了测试的准确。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中，1为尺寸及质量测试设备，2为温度控制设备，3为湿度控制设备，4为控制与输出设备。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例包括：

-尺寸及质量测试设备，用于在温度、湿度发生微小变化的情况下对试样进行测试；尺寸及质量测试设备包括尺寸测试设备、质量测试设备，尺寸测试设备、质量测试设备均分别连接温度控制设备、湿度控制设备、控制与输出设备。

-温度控制设备，与尺寸及质量测试设备相连接，用于控制尺寸及质量测试设备内的环境温度研究试样的热变形量和热膨胀系数；

-湿度控制设备，与尺寸及质量测试设备相连接，用于控制尺寸测试设备内的环境湿度研究试样的湿变形量、吸湿率和湿膨胀系数；

-控制与输出设备，与尺寸及质量测试设备相连接，通过尺寸及质量测试设备，分别控制上述三个设备内的工作参数，并通过测量计算饱和吸湿率和湿膨胀系数从而得到由于材料吸湿引起的湿变形情况。

进一步地，所述尺寸及质量测试设备包括石英晶体，并利用石英晶体对温度、湿度的膨胀系数，作为尺寸测试标度。

进一步地，所述温度控制设备为温度控制精度参数为0.1℃的温控设备。

进一步地，所述湿度控制设备包括加湿器，通过加湿器向尺寸及质量测试设备喷射水蒸汽以控制其内的环境湿度。

进一步地，所述工作参数为：输出温度值(T)、相对湿度值(RH)、尺寸变化值(ΔL)及质量值(M)。

所述测量计算饱和吸湿率和湿膨胀系数包括以下步骤：

第一步，将通过控制与输出设备调节温度控制设备和湿度控制设备，使尺寸及质量测试设备内的环境温度为60℃，环境相对湿度0％；

第二步，将试样放置在该环境中平衡12小时，直到其质量变化在±0.1mg，并记录式样在干燥状态下的质量；

第三步，将相对湿度调节并控制在53％，温度调节至24℃，观察试样的质量变化；

第四步，当质量波动在±0.1mg范围内时读取其质量，则：

$C_{\∞}=\frac{M_{\∞}-M_0}{M_0}\×100---\left(1\right)$

$\mathrm{CME}=\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{\ΔL}}{C_{\∞}}---\left(2\right)$

式(1)中，C_∞为试样的饱和吸湿率，M_∞为试样吸湿达到饱和时的质量值，M₀为试样处于干燥状态下的质量值；

式(2)中，β是试样沿长度方向的湿膨胀系数，ΔL是试样在湿度变化时的尺寸变量，C_∞为试样的饱和吸湿率。

本实施例提供的用于材料的湿膨胀性能测试装置，由于利用石英晶体对温度、湿度的膨胀系数，作为尺寸测试标度，并通过温度控制设备和湿度控制设备的控制，保证了材料/构件湿膨胀性能测试的准确性。通过计算试样的湿膨胀系数和吸湿率，可根据这些基础数据计算各种树脂基体材料和纤维复合后的湿变形情况，作为今后选择材料、进行铺层设计的理论依据。该装置不仅操作方便，而且保证了测试的准确。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (1)

1.一种用于材料的湿膨胀性能测试装置，其特征在于，包括：尺寸及质量测试设备、以及分别与尺寸及质量测试设备相连接的温度控制设备、湿度控制设备和控制与输出设备；所述尺寸及质量测试设备包括石英晶体； 

所述尺寸及质量测试设备还包括尺寸测试设备、质量测试设备，尺寸测试设备、质量测试设备均分别连接温度控制设备、湿度控制设备、控制与输出设备； 

所述湿度控制设备包括加湿器，所述加湿器的水蒸汽喷射口朝向尺寸及质量测试设备； 

所述温度控制设备为温度控制精度参数为0.1℃的温控设备。