材料测试科普 | 如何从线膨胀系数(CLTE)结果来选择样品制样类型

2024-01-24 01:22:16 652

线性热膨胀系数(CLTE)是衡量材料热稳定性、强度、安全性的重要指标,对分析高分子材料的各种转变、评价材料的尺寸稳定性具有重要意义。在实际应用中,两种不同的材料焊接或熔接时,选择材料的热膨胀系数也显得尤为重要,需要求两种材料具备相近的热膨胀系数。

 

而材料注塑的样条大小是影响材料热膨胀系数的主要因素,CLTE值越低,尺寸稳定性越好。为了探究样条注塑尺寸对CLTE的影响,我们选用汽车常用部件的PP材料为例进行讲解。

 

首先注塑了五种样条,从左到右分别为燃烧板、大方板、小方板、弯曲样条和拉伸样条:

 

 

经实验后得出以下结论:

 

 

 

分析图得出以下结论:

 

1)流动方向的CLTE值总是低于垂直流动方向;

 

2)长宽比越大的样条,流动方向与垂直流动方向的差距越大。

 

因此要想获得低CLTE值复合材料,注塑的样条类型也是一个不错的参考。

 

此外,热历史和退火方式也会对CLTE有影响。热历史主要是指高分子材料在加工、储存等等条件下产生的结晶、应力变化等。消除热历史主要方法是退火,退火有两种方式,一是以TMA设备用同等的升温速率升至特定温度再降温,二是借助烘箱在特定温度中保持至少2h。

 

经研究,热历史以及退火方式对材料CLTE结果汇总如下图所示。

 

 

由图可知,退火方式对CLTE值影响不大,但是否退火对结果影响较大。

 

静态热机械分析仪TMA

 

 

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