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氣凝膠力學(xué)性能測(cè)試

閱讀:1297      發(fā)布時(shí)間:2023-4-21
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一、什么是氣凝膠


氣凝膠是指通過溶膠凝膠法,用一定的干燥方式使氣體取 代凝膠中的液相而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材 。如明膠、阿拉伯膠、硅膠等。 氣凝膠也具凝膠的性質(zhì),即具膨脹作用、觸變作用、離漿作,氣凝膠密度極低,是輕的固體。目前,最輕的氣凝膠是一種“全碳?xì)饽z",密度僅有 0.16mg/cm3(去除空氣密度), 僅為空氣密度的1/6。把這種材料放在花朵上,柔軟的花蕊幾乎沒有變形。 氣凝膠相比于普通多孔材料有一個(gè)重要的特點(diǎn):其骨架在納米尺度。因此,當(dāng)可見光穿過時(shí)散射較小,看上去像“凍住的煙"?!皻饽z有什么用途?"相信每個(gè)人都會(huì)有這樣的疑問?;卮鹨矔?huì)是各式各樣,“它有著極低的熱導(dǎo)率,可以作為超級(jí)隔熱材料"“它可以用作電極"“它可以用于污染治理。


二、氣凝膠力學(xué)性能測(cè)試有什么作用


氣凝膠(aerogel)具有極低的表觀密度、 高孔隙率、高比表面積等特點(diǎn),從而使其具有良好的阻隔性能、極低的熱導(dǎo)率以及高吸附、 催化和負(fù)載能力等優(yōu)異性能。因此,氣凝膠有望作為隔熱保溫材料、阻燃材料、隔音材料、 高效吸附材料、催化劑載體材料、光學(xué)器件及電極能源材料等得到廣泛應(yīng)用 隨著氣凝膠制造技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用的迫切需求,氣凝膠的力學(xué)性能和變形機(jī)制研究便顯得尤為重要。


三、氣凝膠力學(xué)性能測(cè)試有哪些指標(biāo)


上海保圣TA.XTC-20氣凝膠測(cè)試儀可以測(cè)試氣凝膠的蠕變測(cè)試、氣凝膠應(yīng)力松弛、氣凝膠十萬次疲勞能力測(cè)試、 氣凝膠彈性模量、氣凝膠屈服能等力學(xué)性能指標(biāo)。


四、氣凝膠力學(xué)性能測(cè)試儀的應(yīng)用


1.氣凝膠疲勞試驗(yàn)測(cè)定 

試驗(yàn)?zāi)康模簹饽z還具有優(yōu)異的抗機(jī)械擠壓疲勞性能,且在移除驅(qū)使變形載荷后,可以自動(dòng)恢復(fù)至 初始形態(tài),能夠作為彈性材料使用。本次實(shí)驗(yàn)采用TA.XTC-20氣凝膠測(cè)試儀對(duì)氣凝膠抗疲勞能力進(jìn)行測(cè)試。 樣品準(zhǔn)備:將氣凝膠樣品放置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,采取循環(huán)試驗(yàn)對(duì)氣凝膠樣品進(jìn)行20次循環(huán)下壓處理,下壓形變量為樣品起始高度的60%。測(cè)試結(jié)論: 根據(jù)曲線圖獲取有效數(shù)據(jù) 可以得到樣品在多組循環(huán)下壓作用下的最大應(yīng)力以及最小應(yīng)力。自配軟件通過計(jì)算可以得到樣品的循環(huán)特性等反應(yīng)材料耐疲勞性能的物性數(shù)據(jù)。


2.氣凝膠彈性模量測(cè)試

試驗(yàn)?zāi)康模簭椥阅A渴菤饽z重要的性能參數(shù),從宏觀角度來說,彈性模量是衡量氣凝膠抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來說, 則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反映。 試驗(yàn)儀器與配件: TA.XTC-20氣凝膠測(cè)試儀,柱形探頭,樣品準(zhǔn)備: 將氣凝膠樣品置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,啟動(dòng)儀器,實(shí)驗(yàn)探頭將下壓樣品形變量的30%,保持60s,然后儀器獲取樣品應(yīng)力變化。測(cè)試結(jié)論:得到如圖所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線。自配軟件可以直接對(duì)數(shù)據(jù)分析,獲取可以得到氣凝膠樣品的彈性模量為18.486kp。


3.氣凝膠恒壓-蠕變測(cè)定

試驗(yàn)?zāi)康模簹饽z復(fù)合材料具有良好的隔熱性能和較高的強(qiáng)度,對(duì)其進(jìn)行蠕變性能測(cè)試,可評(píng)估其實(shí)際使用過程中斷裂韌性,從而觀察其使用效果。 試驗(yàn)儀器與配件:  TA.XTC-20氣凝膠測(cè)試儀,樣品準(zhǔn)備:實(shí)驗(yàn)開始前將樣品置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上, 啟動(dòng)儀器,實(shí)驗(yàn)探頭將以1000gf的力下壓樣品,保持 30s,然后儀器獲取樣品應(yīng)變變化。


4.氣凝膠應(yīng)力松弛測(cè)試

采用TA.XTC-20氣凝膠測(cè)試儀對(duì)氣凝膠進(jìn)行形變保持壓縮應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn),可以得到如圖所示的 應(yīng)力松弛曲線。對(duì)曲線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取可以得到樣品在形變量為30%時(shí)的初始應(yīng)力為1242.279gf ,以及下壓1min后的作用力650.402gf,參考《GB/T1685-2008 硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮應(yīng)力松弛的測(cè)定》中關(guān)于材料應(yīng)力松弛相關(guān)測(cè)定,可以得到該材料的應(yīng)力松弛R0為 0.476。


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