微小强度试验机

油价破九的那一刻，您是否也动过油车换电车的念头？新能源电动汽车的兴起正在改变交通出行方式和产业结构，续航里程、安全性、电池循环寿命则成为人们关注的新焦点。 三元正极材料（NCM）因能量密度高且循环性能好，得到了越来越广泛的应用。然而NCM在充放电过程中其颗粒内部易产生微裂纹和相变，从而导致正极材料的机械降解，增加电池电阻并导致容量和循环性能下降。根据韩国中央大学Janghyuk Moon[1]等对NCM机械降解机理的研究，NCM结构稳定性与电循环性能直接相关，尤其颗粒硬度将影响长期循环稳定性。对μm级NCM颗粒力学性能的测试，是评价其机械性能的重要方式。岛津微小压缩试验机（MCT）精确把握微小力的测量，为材料机械性能的研究提供稳定可靠的基础数据。 正极材料力学性能测试难点在Janghyuk Moon等的研究中所测试的NCM材料为直径8μm的粉体，单颗粒硬度143MPa，折合受力仅约10mN，破裂时样品的压缩形变仅1μm，对这样微小力与微小形变的精确观测十分困难。岛津MCT系列微小压缩试验机因其可加载9.8-4903 mN（载荷准确度：试验力±1%）,测量范围0-100μm（最小增量：0.0001μm）解决了NCM材料颗粒试验的观测难题。 MCT系列微小压缩试验机 岛津MCT在NCM硬度测试中的应用MCT通过电磁机构将恒定增速的试验力施加至NCM颗粒上，并将其固定在上压杆（标配的50 μm平压头）和下压板之间，然后自动测量试样的变形量，工作原理如下图。在Janghyuk Moon等的研究中，NCM颗粒的硬度测试根据其压缩断裂强度来确定，该强度在断裂点使用施加的压缩力和颗粒直径进行计算：H = 2.8P/(πr2)其中H是压缩断裂强度，P是施加的压缩力，r是颗粒的直径。 工作原理图 l 位移急剧增加表明试样已发生破裂。l 试样的机械强度（抗压强度）由引起破裂力确定。 岛津MCT在NCM压缩试验中的应用除硬度测试外，MCT还能够以加卸载、循环模式对试样进行力学性能试验。MCT压缩试验过程图像 对于微米级别的NCM颗粒，可以通过MCT系列试验机进行颗粒压缩试验，不仅可以获取其压缩断裂强度，更可以获取其试验力、位移与强度等数据关系曲线，而且可以观察其弹性阶段的线性变化。更进一步，MCT系列试验机可以通过加/卸载试验模式测试颗粒的压缩率与回复率，通过循环试验测试其反复施力后材料性能等等。 下图是对三种不同的NCM颗粒进行压缩试验，评价其压缩试验与回复率。得到数据的同时，可以将每张压缩前后照片进行记录。后期还能够结合图像分析粉末材料的失效机制。 NCM颗粒压缩试验结果 MCT的丰富配件除此基本配置以外，岛津MCT可以加装丰富配件：l 搭载侧面观察配件可以从侧面观察样品的放大图像，可以在PC屏幕上显示图像，并且可在任何运行过程中保存；l 配置环境温度箱使用，对不同温度下的微小样品压缩性能进行测试；l 配置惰性环境箱，对于容易受潮的微粒子且在大气中不能进行压缩试验的测试颗粒，起到良好的测试效果；l 搭配电阻测量配件可以可获取导电微小颗粒的连接阻力和压缩率之间的相关性。 MCT附带侧面观察装置MCT附带环境温度装置环境测试装置（N2惰性气体） 结 语岛津公司生产的MCT系列微小试验机适用于NCM正极材料这类微小粉末颗粒的力学性能评价，不仅可以绘制相应载荷-位移曲线，还可以通过计算获取压缩强度，压缩回复率等参数。此外，通过加装纵向与侧向观察装置，可以对颗粒的压缩过程进行观察。随着锂电池正极材料的深入研究，在不同环境下测试其力学性能也将成为关注点，岛津MCT可提供丰富的解决方案。 [1]参考文献：Janghyuk Moona, Jae Yup Jungb, Trung Dinh Hoanga, Dong Young Rheeb, Hyo Bin Leeb, Min-Sik Parkb,*, Ji-Sang Yuc,** The correlation between particle hardness and cycle performance of layered cathode materials for lithium-ion batteries，Journal of Power Sources 486(2021)229359 撰稿人：杨汉章 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

引言薄膜材料因其轻质、透明、柔韧等特点，在包装、电子、医疗等多个领域得到广泛应用。拉断力作为衡量薄膜材料机械强度的重要指标，对于确保产品质量和安全性至关重要。电子剥离强度试验机作为一种精密的测试设备，其在薄膜材料拉断力测试中的应用引起了业界的关注。薄膜材料的拉断力测试拉断力测试主要用于评估材料在受到垂直于其表面的拉力作用时的断裂行为。测试过程中，材料被拉伸直至断裂，记录的最大力量即为拉断力。电子剥离强度试验机的特点电子剥离强度试验机设计用于模拟材料间的剥离行为，其特点包括：精确的力量测量：能够测量材料间剥离时的微小力量变化。可控的测试速度：可以调节剥离速度，以适应不同的测试需求。数据记录与分析：能够记录剥离过程中的力量-位移曲线，并进行数据分析。拉断力测试与剥离强度测试的区别测试目的：拉断力测试关注的是材料的断裂行为，而剥离强度测试关注的是材料间的粘接性能。测试方法：拉断力测试通常采用拉伸模式，剥离强度测试则采用剥离模式。电子剥离强度试验机在拉断力测试中的应用虽然电子剥离强度试验机主要用于剥离强度测试，但其高精度的力量测量和可控测试速度的特点，理论上也适用于薄膜材料的拉断力测试。然而，需要注意的是：设备配置：试验机需要具备足够的拉伸测试功能和相应的夹具。测试标准：应遵循相关的测试标准，如ISO、ASTM等，以确保测试结果的准确性和可重复性。数据解释：拉断力测试的数据解释与剥离强度测试有所不同，需要专业的分析和评估。结论电子剥离强度试验机在一定程度上可以用于薄膜等材料的拉断力测试，但需要确保设备具备相应的拉伸测试功能，并严格按照测试标准进行操作。通过精确的测试和专业的数据分析，可以有效地评估薄膜材料的机械强度，为产品质量控制提供重要依据。

LLOYD材料试验机用于LED，OLED显示屏的物理机械强度和可靠性测试，如三轴/四轴弯曲强度，单点/多点面压强度，水波纹测试，黄斑测试，Cell Gap强度，FOG拉力强度和FOG柔韧度测试等。LLOYD高精度的力学测试仪器可以辅助LED，OLED厂商测评产品的机械性能，以专业的数据指导产品的生产与研发，确保成品质量的稳定与可靠。三轴/四轴弯曲强度测试三轴/四轴弯曲强度测试用于LED和OLED屏的抗弯、抗折性能评价，测试可应用于原材料、成本和半成品。弯曲压轴长度可根据用户的实际需要进行定制，以满足不同类型用户对显示屏物理性能的测评。轴间跨距可根据屏幕尺寸灵活进行调整及锁定，可快速调整以测试屏幕的长边方向和短边方向。测试系统自动高精度采集弯曲力和屏幕形变量，为用户提供精准、可靠的试验数据。同时，搭配特殊辅具，该系统可进行便携设备屏幕被人体挤压，坐弯等情形的模拟。单点/多点面压测试面压测试采用专业探头对屏幕进行单点、多点压力测试，以评价屏幕物力抗压强度。搭配手动/自动X-Y定位平台，LLOYD力学测试系统可快速完成多点半自动和全自动面压测试。丰富的探头选择可协助用户完成电容屏、电阻屏等触摸式屏幕的性能测评。用户可灵活设定保压时间进行成品评估和新品研发。黄斑测试黄斑测试采用专用球面压头对屏幕施加阶梯递增式压力，以检测是否有黄斑产生。LLOYD力学测试系统采用模块化编程程序，全自动完成阶梯式力值递增。用户可通过观察镜，或数字摄像头实时观察屏幕变化，LLOYD Nexygen Plus软件动态视频捕捉功能可实时记录全部试验过程，以便后期回放分析，为用户提供数值以外的分析维度。水波纹测试水波纹是触摸屏常见问题之一，严重影响用户体验。屏幕成品和半成品出厂前，需抽样对屏幕进行划区水波纹测试，在每一区域进行5次阶梯式增压试验，以记录水波纹发生情况。搭配X-Y试验平台，LLOYD测试系统可快速完成多区域多力值的加载，为测试提供极大的便利性。X-Y试验平台LLOYD力学测试系统可搭配X-Y试验平台进行精确X-Y定位，以便用户快速、高精度移动样品测试位至主机探头处进行测试。手动式X-Y试验平台可根据用户需求自由进行调整，微调手轮可协助用户完成微小位移量的控制；全自动X-Y试验平台可预设好试验程序，通过与LLOYD力学测试系统的通讯全自动完成多点、多排的定位和测试，使高精度、高重复性定位成为可能。用户还可根据特殊需求选配视频定位系统，智能化完成复杂定位工作。LLOYD品牌简介 LLOYD品牌隶属于美国阿美特克（AMETEK）集团，是AMETEK Measurement Communications Technologies（MCT）事业部的一部分。LLOYD品牌材料试验机是全球专业的力学测试仪器制造商之一，诞生于1962年，拥有近60年的全球材料测试积累和经典力学测试产品的生产经验，产品可覆盖自0.0001N至100KN范围的高精度力学测试分析。LLOYD材料力学测试产品广泛的应用于产品研发，生产制造，质量控制，教育科研，航空航天等多个领域，为各行业提供精准、高效的力学测试仪器。LLOYD全球化的服务支持网络覆盖全球120多个国家，为广大用户提供高质量的技术支持，培训，设备维护和专业的方案定制服务。LLOYD材料试验机常规测试项目有：★拉伸强度测试 ★压缩强度测试 ★弯曲强度测试 ★弹性模量测试 ★撕裂强度测试 ★粘合强度测试 ★剥离强度测试 ★疲劳强度测试 ★穿刺强度测试 ★蠕变性能测试 ★摩擦系数测试 ★松弛性能测试 ★应力应变测试 ★温度环境测试 ★以及各类定制化测试方案LLOYD系统特点：▲单通道8KHz内部数据采样率，真实捕捉瞬间力值变化；▲读数级测量精度，更真实反映力学性能；▲测试速度最高可达2032mm/min，满足多数测试速度需求和未来扩展需要；▲超大测试空间，舒适、便捷的测试操作；▲单柱采用直线导轨导向技术，双柱超高刚度机架；▲独特的刚度补偿功能，确保最精确力值分析；▲即插即用式自动识别传感器，轻松扩展测试范围；▲开放式庞大国际标准数据库，即选即用；▲模块化程序编辑功能，轻松自定义试验标准；▲静态/动态视频捕捉功能，支持回放分析；▲内置SPC功能，专业数据统计与分析.