1. 用途概述
XWJ-500B型熱機分析儀是由系統(tǒng)機控制,使試樣在爐體內(nèi)以一定的加熱(制冷)速率加熱(制冷)試樣,使試樣在恒定的較小的負荷下隨溫度升高(降低)發(fā)生形變,測量試樣溫度—形變曲線并通過分析該試樣的溫度—形變曲線,研究高分子材料力學(xué)性能的儀器。它能夠測定材料在等速升溫條件下的溫度、變形曲線,從而確定材料的玻璃化溫度Tg和流動溫度Tf。它能測量各種材料的熱膨脹系數(shù),從而確定這些材料的變T點,燒結(jié)過程、收縮率、熱膨脹等特性??蓮V泛應(yīng)用于高分子及其合成材料、藥物、陶瓷等材料的科研和生產(chǎn)中。
該儀器符合國家標準適合標準: GB11998-89 《塑料玻璃化溫度測定方法熱機械分析法》, GB/T6800.2-2018/ISO11359-2:1999《塑料 熱機械分析法TMA》
2.工作原理
聚合物試樣隨溫度上升,從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài),從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃討B(tài)。試樣的高彈態(tài)和流動態(tài)是可以通過形變過程而確定的。所以該機的工作原理就是通過鉑電阻Pt100感溫元件測量爐內(nèi)的溫度,由溫控單元進行PID運算,控制加熱部件或制冷單元,達到等速升溫的目的。形變由數(shù)顯百分表顯示并輸出位移信號上傳至PC機,PC機繪制溫度-變形曲線。蕞后通過在溫度-變形曲線上找到拐點得到Tg和Tf值。
對應(yīng)于拉伸、針入等不同的實驗形式,將高分子材料制成標準尺寸的試樣,放入對應(yīng)的試樣安裝架中,一同裝入控溫爐。通過電加熱器或液氮流、高精度控溫傳感器、計算機系統(tǒng)組成控溫系統(tǒng),控制保溫爐的溫度及升、降溫速率,并實時監(jiān)測試樣的溫度。通過加載桿、砝碼對試樣施加恒定的試驗力。通過數(shù)顯千分表實時測定試樣的形變量。具有一機多用,靈活方便的特點。
2. 技術(shù)指標
3.1 實驗艙溫度
3.1.1 實驗艙溫度范圍:室溫~500℃
3.1.2 實驗艙溫度控制范圍:室溫~500℃
3.1.3 溫度準確度:±0.5℃
3.1.4 升溫速率:0.5℃/ min~5℃/ min
3.1.5 控溫元件:Pt100
3.1.6 爐腔測溫單元:熱電偶T
3.1.7 溫度分辨率:0.1℃
3.2 試樣變形位移測量
3.2.1位移有效測量范圍:5mm
3.2.2 位移測量分辨率:0.001mm
3.2.3 位移測量準確度:±0.005mm
3.2.4 數(shù)字千分表顯示,RS232串口數(shù)據(jù)輸出
3.3 載荷部分
3.3.1 加載桿質(zhì)量:260g
3.3.2 砝碼:300g、500g、1000g、1500g
3.4 時間顯示
內(nèi)部時鐘自動計算,時間誤差:±1s/h
3.5 加熱部分
采用固態(tài)繼電器控制的電阻絲加熱
3.5.1 加熱電壓:AC220V,50Hz
3.5.1 加熱功率:850W
3.6 試驗方式
拉伸,彎曲,壓縮,針入
3.6.1 拉伸試樣:
3.6.1.1 蕞大夾持厚度:<3 mm
3.6.2 彎曲試樣:
3.6.2.1 彎曲壓頭半徑:R3.0±0.10 mm
3.6.2.2 彎曲支點半徑:R3.0±0.10 mm
3.6.2.3彎曲支座間距:15.0 mm
3.6.3 壓縮試驗:
3.6.3.1 壓頭面積:12.56mm2
3.6.3.2 壓頭直徑:Φ4.0±0.05 mm
3.6.4 針入試驗
3.6.4.1 針頭面積:1.00 mm2
3.6.4.2 針頭直徑:Φ1.13±0.05 mm
3.6.5 膨脹試驗
3.7 總電源功率:1000W
3.8 電 源:220V±10%,50Hz
3.9 儀器外型尺寸:350mm×300 mm×600 mm
3.10 儀器重量:約 10kg
3. 儀器結(jié)構(gòu)(見附頁)
儀器由試驗主機,溫控單元,加熱爐及計算機組成
試驗主機部分:升降單元,試樣架組成;
溫控單元:是包括溫控表,升降單元的控制系統(tǒng)組成;
加熱爐:是通過控制單元控制實現(xiàn)等速升溫的加熱系統(tǒng),耐高溫達到500℃;
4. 儀器的安裝和調(diào)試
5.1檢查儀器及隨機附件
5.1.1檢查儀器外包裝是否有損壞,如有破損請及時通知負責(zé)運輸?shù)牟块T,并聯(lián)系我公司。
5.1.2 打開包裝箱檢查隨機文件是否齊全,按裝箱單檢查主機及附件是否齊全。
5.2 儀器的安裝
5.2.1儀器應(yīng)安置在無塵、無振動、無強磁場、無強電流擾動的實驗室內(nèi),將儀器置于工作臺上。
5.2.2 觀察水準器調(diào)整地腳使儀器水平。
5.2.3在主機體上裝上保溫爐、試樣安裝在試樣架上、加載裝置、測溫裝置、測位移裝置等部件。
5.2.4 打開計算機,執(zhí)行XWJ-500B測控軟件,進行參數(shù)設(shè)定,具體見軟件操作說明;
5.3 儀器的調(diào)試
5.3.1 試樣的尺寸
5.3.1.1 壓縮試樣
圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm
正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm
5.3.1.2 針入試樣
圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm
正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 m
5.3.1.3彎曲試樣
板條形試樣 25±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×3.0±0.2 m
5.3.1.4拉伸試樣
板條形試樣 35±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×<1.5±0.2 m
5.3.2 試樣的試驗條件
5.3.2.1壓縮試驗
5.3.2.1.1壓縮壓頭為 Φ4.0±0.05 mm 的圓柱形壓頭;
5.3.2.1.2試樣承受壓強為 0.4±0.2 MPa(加1號300g砝碼,總載荷為513g);
5.3.2.1.3試樣加熱速率為 1.2±0.5℃/ min。
5.3.2.2針入試驗
5.3.2.2.1針入壓頭為 Φ1.13±0.05 mm 的圓柱形壓頭;
5.3.2.2.2 試樣所加載荷依材料而定,能使試樣產(chǎn)生明顯形變,形成的溫度—形變曲線,易于分析;
5.3.2.2.3 試樣加熱速率依工作條件而定。
5.3.2.3彎曲試驗
5.3.2.3.1 彎曲壓頭為 R3.0±0.10 mm 的圓弧形壓頭;
5.3.2.3.2 兩支座間的跨距為15.0 mm。
5.3.2.4 拉伸試驗
5.3.2.4.1 拉伸夾頭為 8.0 mm × 8.0 mm對夾夾具;
5.3.2.4.2 受力形式為單向拉伸。
5.3.3 試樣的安裝方法
5.3.3.1 壓縮試驗
5.3.3.1.1 從附件箱中取出壓縮吊筒、壓縮試樣架、壓縮壓頭;
5.3.3.1.2 將狀態(tài)調(diào)節(jié)好的壓縮試樣放入壓縮試樣架內(nèi),并一同放入壓縮吊筒內(nèi);
5.3.3.1.3 從上部壓上壓縮壓頭;
5.3.3.1.4 點擊“上升”鍵,升起試樣架;
5.3.3.1.5 將壓縮吊筒用吊筒安裝螺母裝在升降架上的吊筒安裝座上;
5.3.3.1.6 點擊“下降”鍵,使壓縮吊筒插入保溫爐內(nèi);
5.3.3.1.7從升降架上部插入加載桿,壓在壓縮壓頭上,并加上適當?shù)捻来a(例如1號砝碼300g);
5.3.3.1.8 將位移傳感器的針頭放在試樣壓桿托片上;
5.3.3.1.9 點擊“開始試驗”,系統(tǒng)以設(shè)定的升溫速率加熱試樣,計算機實時測定試樣的溫度及形變量;
5.3.3.1.10 分析溫度—形變曲線,確定材料的特性參數(shù),當曲線發(fā)生急劇變化后,即可終止試驗。
5.3.3.2 針入試驗
將上述壓縮壓頭換為針入壓頭,其它步驟與壓縮試驗相同。
5.3.3.3 彎曲試驗
采用彎曲吊筒、彎曲試樣架、彎曲壓頭,彎曲試樣。操作試驗方法與上述方法相同。
5.3.3.4 拉伸試驗
采用拉伸吊筒、拉伸試樣架、拉伸試樣。操作試驗方法與上述方法相同。
6. 軟件操作說明
試樣準備好,安放在試樣架上后,雙擊執(zhí)行桌面“XWJ-500B測控系統(tǒng)” 系統(tǒng)自動進入軟件操作界面;
6.1軟件上面是菜單,包括:試驗報告、試驗曲線、退出系統(tǒng);
6.1.1試驗報告,試驗結(jié)束后點擊”WORD報告”會彈出參數(shù)設(shè)定界面,填寫好參數(shù)后;
6.1.2 試驗曲線包括: 溫度-形變曲線,時間和溫度曲線,膨脹系數(shù);
6.2 :試樣架控制單元:是控制試樣架升降的,點擊左側(cè)的
系統(tǒng)會自動上升,下降,到上限和下限會自動停止;點擊右側(cè)的,系統(tǒng)會點動上升或下降,在試樣架進入加熱爐之前,需要點動下降,試樣架和加熱爐上后對正后,方可自動下降,以免試樣架和加熱爐口碰撞;
6.3溫度控制設(shè)置參數(shù):把試樣放置在試樣架后,按照試驗要求,分別設(shè)定升溫速率,上限溫度,蕞大形變量和試樣厚度等參數(shù),點擊后,系統(tǒng)會按照設(shè)定的參數(shù)進行等速升溫,會自動計算膨脹系數(shù),Tg,Tf等參數(shù),等試樣變形后,點擊:,系統(tǒng)會自動停止加熱;當試驗已經(jīng)進行,需要修改參數(shù),修改完參數(shù)后,按曲線刷新,溫度-形變曲線,時間和溫度曲線會自動按照新的參數(shù)重置曲線;
6.4:實時狀態(tài)和試驗結(jié)果:
實時狀態(tài)包括:實時溫度,相對位移和位移傳感器的實時數(shù)據(jù);
試驗結(jié)果包括:膨脹系數(shù),Tg和Tf值;
試驗曲線分析:試驗出現(xiàn)曲線后,按鼠標左鍵如下圖框選,即可自動計算出:Tg值;
點擊:WORD報告,填寫報告參數(shù)后,按“生成報告”,按“確定”即可出現(xiàn)WORD報告。
7. 注意事項
7.1 保存說明書以備參考。在使用本儀器之前,仔細閱讀本說明書。
7.2 在Z定的電源條件下使用該儀器,單相電源必須有接地線孔,可靠接地。
7.3 儀器應(yīng)置于無強電磁干擾的環(huán)境中使用。不要在不平穩(wěn)的地方放置該儀器。
7.4 電源線、控制線、信號線應(yīng)布置整齊,試驗過程中不應(yīng)隨意移動。
7.5 低溫試驗完成后應(yīng)關(guān)閉液氮罐,防止液氮揮發(fā)損失。
7.6儀器周圍不要放置怕高溫或低溫的物品。操作時應(yīng)佩戴隔熱性能良好的手套進行操作,防止被高溫燙傷或低溫液氮灼傷。
7.7液氮罐內(nèi)嚴禁人手入內(nèi),以免液氮灼傷。
7.8 爐筒、試驗倉、夾具、活塞、電磁閥應(yīng)保持清潔,每次試驗完成后一定要擦拭干凈。特別是做完低溫試驗后,一定要擦拭去結(jié)露或結(jié)霜。使用一段時間后,可用高級清潔劑清潔儀器。
7.9不要隨意打開主機及各種儀表,不能隨意拆卸儀器,以免損壞儀器。
7.10儀器使用完畢后應(yīng)斷開總電源。
7.11當儀器出現(xiàn)紊亂時,應(yīng)重新開啟電源。
8.裝箱單
電話
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