现如今塑胶材料广泛应用于人们生活中的方方面面:汽车保险杠,尾门,门板,仪表板,哪怕是发动机周边的部件,比如歧管,冷却管道,前端模组;笔记本电脑A盖,键盘;化妆品的瓶瓶罐罐,粉底盒;手机的上下盖;总之就是太多了。
这些个不同的部件,不同的应用,对材料的要求是不同的,工程师在选择材料的时候,需要根据不同的场景来选择材料。
当项目需要用到一款塑胶材料,我们要做的第一件事,就是找到这款材料的物性表,从了解它的基本特性开始着手。
那么如何读一款材料的物性表呢?
下面以一款材料为例进行讲解,直接上干货:
1, Tradename 和 Grade name 商标和牌号
2, Grade Description: 牌号描述,比如:
What it is, why it exists 材料及其开发目的
3, Properties: 性能,包括:
Description, Units, Value, Standard 描述,单位,典型值,测试标准
4,Disclaimer: 免责申明 ,即: Legal necessity to prevent claims 防止索赔的法务必要性
下面图文介绍物性表的几项关键材料性能:
拉伸性能
关于拉伸性能,有几个专业名词需要了解,很多的物性表是英文的,中文对应如下:
Stress at Yield 拉伸屈服强度
Stress at Break 拉伸断裂强度
Elongation at Yield 屈服伸长率
Elongation at Break 断裂伸长率
Tensile Modulus 拉伸模量
这一根样条的测试,同时可以出来上面的五个参数的数值。在拉伸强度中,要注意区别屈服和断裂两种不同的失效模式,在上图的曲线已经说的相当明白了。实际过程中是以屈服为参照还是以断裂为参照,是根据不同的材料特性来判断的。比如说某个材料是脆性的,一般直接就断了,很难找到屈服点。而对于韧性的材料,比如汽车内饰件,好多的应用用的是PP改性材料,这是一种韧性比较好的材料,在评估材料特性或者在做材料认可是,一般指定材料的屈服作为判定的依据。
拉伸模量越大,说明了材料刚性也大,通俗来说,如果你用手试着去拗断一个树枝,越不容易拗断的,说明模量越大。也就是说材料比较硬,抗变形的能力越强。
弯曲测试
弯曲测试的样条尺寸和拉伸不一样,一般是80x10x4mm的尺寸,这个尺寸跟冲击样条是一致的。但是请注意,标准不同,样条的尺寸可能会不相同。
弯曲模量和弯曲强度,在曲线中已经说的很明白,模量其实就是曲线的斜率,也就是: 模量=stress /strain。
有个问题是,弯曲模量和拉伸模量,二者数值有什么关联?模量越大说明了什么?
冲击测试
Izod Impact 悬臂梁缺口冲击
Charpy Impact 简支梁缺口冲击,有些人叫夏比冲击。
以上两种冲击测试,在实际应用当中到底选择哪一种呢?这两个有什么不同?他们之间的数值有关联性吗?这是很多人通常会问的问题。
它们之间的区别,很多人往往记不住,如果是学过机械工程,就好办多了,因为悬臂梁就是典型的桥梁悬臂结构。桥梁的一端悬空在外面,这就很容易联想了。这是英文的Izod 和charpy,到底哪个是悬臂哪个是简支梁?很多人一直都分不清楚,我的方法仅供参考, 字母I就像悬在外面的一根横梁,所以Izod就是悬臂梁啦。
有没有仔细看一看,冲击强度的单位是什么呢?KJ/m2, 为什么是这样的单位呢?冲击的数值机器是根据什么原理测算出来的?
这几个测试看着简单,里边有很多很多的测试细节,在实际的工作中,样条在测试过程中的装夹,样条的放置环境,工艺条件,都对测试结果有影响。