SU1012092A1 - Способ определени свойств полимерных материалов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийс  в том, что внедр ют индентор в материал.и измер ют глубину внедрени , по которой определ ют модуль упругости, отличающийс  тем, что, с целью.одновременного определени  также и пластических свойств материала, иcпoльзs oт конический индентор с углом при верь-шне 30 - 90° и разностью высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,2 мм, глубину внедрени  измер ют после выдержки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку на индентор и, не менее чем через 3 мин, вторично измер ют глубину внедрени , а модули упругости и деформации рассчнтывают по формулам Kf UPlA-t o) fe . , .W() -b%i(cl|2)bj a пластичность - no отношении p E - E- {де E - модуль упругости; Едрф - модуль деформации; Начальна  нагрузка на индентор; FO сниженна  нагрузка; угол при вершине конуса; cL глубины внедрени  инденЧ , тора в материал после приложени  начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин конуса; коэффициент, завис щий К от условий испытаний. ю о со ю

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к определению механических свойств полимерных материалов. »

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигав- 5 мому эффекту является способ определения свойств полимерных материалов, заключающийся в том, что внедряют в материал индентор в виде шарика и измеряют глубину внедрения Ш.Ю Недостатком способа является то, что он позволяет определять характеристики только в упругой области и не позволяет в области пластичности. 15

Цель .изобретения - одновременное определение также и пластических свойств.

Цель достигается тем, что согласно способу определения свойств поли- 20 мерных материалов, заключающемуся в том, что внедряют индентор в материал и измеряют глубину внедрения, по которой определяют модуль упругое^ ти, используют конический индентор с углом при вершине 30°-90° и разностью между высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,2 мм, глубину внедрения измеряют после выдержки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку на индентор и,, не менре чем через 3 мин, вторично определяют глубину внедрения, модули упругости и деформации рассчитывают по формулам а пластичность - по соотношению дд _Е = -^Е ~

Е. ' где Е - модуль упругости;

Едеф - модуль деформации;

- начальная нагрузка на ин- 45 дентор;

F_o - сниженная нагрузка;

<Х - угол при вершине конуса;

глубины внедрения индентора в материал после при-^д ложения начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин конуса;

К - коэффициент, зависящий от условий испытаний.

Способ реализуется следующим образом.

Применяют конусообразный индентор высотой 5-10 мм, механически соединенный с нагружающим устройством и механизмом измерения глубины внедрения индентора. Нагрузка на индентор выбирается в пределах 0,25-30 кгс. Измеряют угол при вершине конусообразного индентора, который должен находиться в пределах 30-90°, а также разность между высотами геометрической и закругленной вершин в пределах 0,010,2 мм.

В полимерный материал, плотно (прилегающий к жесткому основанию, внедряют индентор под действием постоянной начальной нагрузки F^. Не менее чем через 15 мин измеряют глубину внедрения индентора без снятия его с лунки. После этого снижают нагрузку до значения F_o и, не менее чем через 3 мин, измеряют остаточную глубину внедрения h_o.

За время нагружения (15 мин) и обратного хода (3 мин) индентор принимает равновесное положение, и определяемые величины Е и Е^еф для полимерных материалов приобретают . значения, близкие к минимальны*, и рассчитываются по приведенным формулам. Поправки на скруглен’ие вершины индентора определяют по формулам Αμ=ίι_Μ+(Γ ) Δ_ο =1ΐο⁺<Γ· Постоянный коэффициент К зависит от принятых единиц, толщины образца, нагрузки и условий опыта. Так, если проводят на опытном образце толщиной 5 мм, имеющий гладкие ровные поверхности основные параметры испытания F*t = 12 кгс; F_a =0,25 кгс; oL = 63°· о = 0,1 мм; К = 31,2;Δ_Μ= 0,77 мм,' Δ_ο = 0,54 мм. Время погружения индентора 15 мин, обратного хода 3 мин. Изменение угла при вершине индентора в пределах 33-83°влияет на результаты определения Е не более ±12,5%. Изменение в пределах 0,01-0,2 мм влияет на результат определения Е не более +9,5%.

Пластичность материала оценивают

Е - Елеф по показателю Пл= ---—который ь

изменяется в диапазоне 0-1.

Применение предлагаемого способа позволяет определить одновременно основные вязкоупругие характеристики полимерных материалов, что позволяет значительно снизить трудозатраты, необходимые при раздельном определении того же набора величин известными способами.

ВНИИПИ Заказ 2749/52 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Claims (3)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что внедряют индентор в материал.и измеряют глубину внедрения, по которой определяют модуль упругости, отличающийся тем, что, с целью.одновременного определения также и пластических свойств материала, используют конический индентор с углом при вершине 30° - 90° и разностью между высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,
2. 2 мм, глубину внедрения измеряют после выдержки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку на индентор и, не менее чем через
3. 3 мин, вторично измеряют глубину внедрения, а модули упругости и деформации рассчитывают по формулам

   - -----—- ft-----, а пластичность - по отношению!

   - модуль упругости;

   - модуль деформации; -начальная нагрузка на индентор;

   - сниженная нагрузка;

   - угол при вершине конуса;

   - глубины внедрения индентора в материал после приложения начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин кону- са;

   К - коэффициент, зависящий от условий испытаний.

   1012092 А