復合材料實驗的意義及要求

一、復合材料實驗的意義
  1、復合材料實驗課的重要性
  復合材料以其良好的性能讓世人矚目,并在近二十多年以取得驚人的成績,在很多高、新技術上得到應用,任何事物都有兩面性,從設計和應用角度看,復合材料仍還有如下幾個問題極需要重視;
 (1)由于復合材料的原材料,組成、制造方法等多樣性,很難得到穩定的性能,表現為材料性能分散性較大;
  (2)影響復合材料性能的因素很多,有關性能的設計資料難以或幾乎不可能十分完備;
  (3)復合材料各鄉異性使產品的設計思想、計算方法、設計準則和檢驗方法都存在很大的困難。
   因此,發展和建立復合材料實驗技術體系,使原材料選擇、性能設計、結構設計、工藝設計、試驗檢測五部分成為一個完整的總體顯得尤其重要。從培養復合材料專門人才角度考慮,沒有經過試驗課訓練的學生不能算合格的、全面發展的人才。

  2、試驗方法標準化的必要性
  試驗是檢驗選材、設計和工藝效果的手段。為了保證材料質量和成型過程中的質量控制,使每次檢驗的結果可靠并具可信性,以及同一性能試驗數據的可比性,有必要對試驗方法建立統一的規范,包括試驗方法總則-每一個具體試驗都要遵循的規定和具體一種試驗方法的操作準備、試驗步驟、結果計算等應統一遵守規定,在試驗課訓練中要提高認識,嚴格認真按照試驗標準進行試驗,為將來在工作研究和生產試驗中堅持試驗標準化奠定一定的基礎。

   實際上,標準時一種法規,復合材料試驗的依據就是有關復合材料試驗方法的標準,因此,在試驗中不僅要嚴格按照相應的標準進行,而且在試驗結果中要注明該試驗方法的標準號。
3、影響試驗結果因素的多樣性
  科學的實驗課訓練除了強調試驗方法的標準化外,還應正確認識和處理影響試驗結果的各種因素;
  (1)我國地域廣闊,東西、南北跨越幾千里,氣候、風沙、溫度等相差很大,勢必對試樣制作和試驗結果帶來難于估計的影響。因此,在重要的實驗中,例如仲裁試驗,往往注明試樣當天的氣候,溫度和相對溫度,以便參考。
  (2)試驗方法和儀器設備狀態不一定盡善盡美,標準也是有限的人員制訂的,難免有不合理、不科學的地方,因此試驗中認證觀察,深入分析,不盲目,也不輕率,總結和積累數據。
  (3)系統誤差和過失失誤差是可以避免或減少的,問題在于試驗者技能熟練程度和對試驗的態度。實驗中相對辦法越周密,態度越認真,其試驗結果中系統誤差和過失誤差的概率就越小。因此,在實驗中注意培養自己嚴格、嚴密的作風,認真負責,細心操作,動手、動腦十分必要。
  (4)測試數據處理要科學和合理,對于某些偏低或偏高數據取舍不能隨便,除確屬粗心過失造成以外,一般都須仔細觀察和分析。任何測試數據都是通過一系列勞動才獲得的,尊重客觀事實所有試驗的準則。反常數據和反常現象有兩種可能;一是測試系統(含試驗者和試樣)出了毛病;一是食物本來買內幕的反映,內中有過去未來被人注意和研究的新現象或新規律,如果屬后者,而試驗者隨便就舍棄了,就會使一個新問題失之交臂。
4、材料試驗與產品試驗的差異性
  材料試驗不能代替產品試驗。一方面是材料試驗的試樣與產品在形狀、尺寸、環境和邊緣效應等不相同;兩一方面雖然原材料可能完全相同,但材料試樣和產品的成型條件也不完全相同。因此,復合材料制品應做必要的產品試驗。產品試驗在很多情況下無標準可循規,就需要試驗者自己建立產品的企業標準以及建立合理的、能充分反映產品性能的試驗方法。
 5、安全為了試驗,試驗必須安全
  為了保證試驗順利地進行,較好地完成教學大綱任務,在實驗課中要遵守學生試驗守則和安全守則。
 二、 學生試驗守則
  1、實驗室是培養是學生理論聯系實際、分析解決問題的能力、養成科學作風的重要場所,愛護實驗室是科學道德的一部分;
 2、學生進入實驗室就應自覺遵守實驗室的各種規章制度,不在實驗室內抽煙、打鬧;
 3、試驗前認真閱讀實驗課教材和試驗指導書,做到有準備,不預習著不應開始做實驗;
 4、在規定時間內進行指定內容的試驗,禁止利用計算機玩電子游戲;
 5、在教師指導下嚴格按儀器操作規程進行實驗,如實記錄實驗數據;
 6、實驗中注意人身安全,一旦化學反應和儀器出現異常情況要及時向導師報告;
 7、試驗完畢,應將各種儀器開關旋回初始位置,認真填寫儀器使用登記表,打掃室內衛生,教師檢查試驗及其他,合格者方可離去;
 8、實驗中注意節約,不準將化學藥品私自帶出室外;
 9、在實驗時學生必須聽從指導教師安排,違反規定不聽勸阻者,教師酌情批評,直至停止其試驗。
 三、復合材料試驗安全守則
 1、在復合材料實驗室進行防火、防人身事故的教育是正常工作不可缺少的部分;
 2、實驗室中易燃,易爆化學物質應遠離明火及高溫場地存放;
 3、復合材料實驗中的化學藥品多數具有毒性,注意正確使用,尤其不要將過氧化物與促進劑簡單混合,平常適當間隔放置;
4、壓力容器爆破實驗應在安全防爆室內進行;
 5、防止將短纖維弄人眼內,造成不必要的眼傷;
6、有條件的實驗室備有專用工作服,進出實驗是誰要換外衣,以免將短纖維帶回家中造成家人瘙癢;
 7、認真操作萬能試驗機和油壓機等機械設備,小心搬拆模具,防止機械碰傷。
四、纖維增強塑料性能試驗方法總則(GB1446-83)
  本標準適用于纖維增強塑料的力學和物理性能的測定,
 1、試樣制備
   (1)機械加工法
   1試樣的取位區,應距板材邊緣(已切除工藝毛邊)20mm-30mm。若取位區有氣泡、分層、樹脂淤積、皺褶、翹曲、錯誤鋪層等缺陷,則應避開;
  2、若對取位區有特殊要求或需從產品中取樣時,則按有關技術要求確定,并在試驗報告中注明;
3、纖維增強塑料一般為各向異性材料,故應按各向異性材料的兩個主方向或預先規定的方向(例如板的縱向和橫向)切割試樣,且應嚴格地保證纖維方向和鋪層方向與試驗要求相符;
4、纖維增強塑料試樣應采用硬質合金刀具或砂輪片加工。加工時要防止試樣產生分層刻痕和局部擠壓等機械損傷;
5、加工試樣時,可采用水冷卻(禁止用油)。但加工后,應在適宜的條件下對試樣及時進行干燥處理;
 6、對試樣的成型表面盡量不要加工,當需要加工時,一般應單面加工,并在試驗報告中注明。
(2)模塑法
  模塑成型的試樣按產品標準或技術規范的規定進行制備,在試驗報告中注明制備試樣的工藝條件及成型時受壓的方向。
  2、試樣外觀檢查和數量
  (1)試驗前,試樣需經外觀檢查,如有缺陷和不符合尺寸制備要求者,應予作廢;
   (2)對所測材料的性能每組試樣應多于5個,保證同批有5個有效試樣。
3、試驗標準環境條件和試樣狀態調節
  (1)試驗標準環境條件
  溫度:23±2℃
  相對溫度:45%~55%。
  (2)試樣狀態調節
  1、試驗前,試樣在試驗標準環境條件下至少放置24h
  2、若不具備試驗標準環境條件,試驗前,試樣可在干燥器內至少放置24h
  3、特殊狀態調節條件按需要而定。
4、試樣測量精度
  (1)試樣尺寸小于和等于10mm時,精確到0.02mm;大于10mm的,精確到0.05mm;
   (2)試樣其他量的測量精度應按有關試驗方法中的規定執行;
5、試驗設備
  (1)力學性能用試驗設備應符合以下要求;
  1試驗機載荷相對誤差不得超過±1%
   2機械式和油壓式試驗機使用噸位的選擇應使試樣施加載荷落在滿載的10%~90%范圍內(盡量落在滿載的一邊)且不得小于試驗機大噸位的4%
  3、電子拉力試驗機和伺服液壓式試驗機使用噸位的選擇應參照該機的說明書;
  4、測量變形的儀器儀表其相對誤差均不得超過±1%
(2)物理性能用試驗設備應符合有關標準的規定。
(3)試驗設備定期經計量部門進行檢定。
 6、試驗結果
(1)每個試樣的性能值:   必要時,應說明每個試樣的破壞情況。
 (2)算術平均值 計算到三位有效數字。
  式中符號同公式(0-1)和(0-2)。


 

 

 

 

 

 

7試驗報告
 實驗報告的內容包括以下各項全部或部分;
(1)試驗項目名稱;
(2)試樣來源及制備情況,材料品種及規格;
(3)試樣編號=形狀、尺寸、外觀質量及數量;
(4)試驗溫度、相對濕度及試樣狀態調節;
(5)試驗設備及儀器表的型號、量程及使用情況等;
(6)試驗結果 給出每個試樣的性能值(必要時、給出每個試樣的破壞情況)、算術平均值、標準差及離散系數。若有要求,可按(試驗結果的統計分析-平均值的估算-置信區間)
(ISO2602-80)給出一定置信度的平均值置信區間;
(7)試驗人員、日期及其他。