胶黏剂拉伸剪切试验机

胶黏剂拉伸剪切试验方法电子拉力拉伸试验机：原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为 MPa。试样1）试验机：使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15～85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1%。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min 内保持稳定。2）量具：测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于 0.05 mm。3）夹具：胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求，在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法，但不能用于仲裁试验。4）标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。5）试样数量不应少于 5 个，仲裁试验试样数量不应少于 10 个；对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度，两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 σS ，金属片的厚度 δ可按式（ 11-12）计算：δ＝（ Lτ） /σ S （11-12）式中：δ——金属片厚度；L——试样搭接长度；τ——胶粘剂拉伸剪切强度；σS ——金属材料屈服强度（MPa）。试样制备1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。试验条件试样的停放时间和试验环境应符合下列要求：1）试样制备后到试验的最短时间为 16 h，最长时间为 30 d。2）试验应在温度为（ 23±2）℃ 、相对湿度为（ 45~55）%的环境中进行。3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于 0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于 16 h。实验步骤1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到 0.05 mm。2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（ 50± 1）mm3）开动试验机，在 (5±1) mm/min 内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。

1 研发背景：橡胶材料具有许多独特的物理特性，如强弹性、易变形、耐磨性等，这使得其在工程上得到了广泛应用，同时作为一种超弹材料，橡胶在受力过程中可以看作一种只有形状改变而其体积几乎无变化的不可压缩物体，同时还伴随着几何非线性和物理非线性变化，所以在进行有限元分析（简称FEA，是将连续问题离散化的一种方法）时，正确了解橡胶材料的力学性能参数十分重要。想要完整的表述橡胶超弹性材料模型需要6种纯应变状态的力学实验，单轴拉伸、单轴压缩、双轴拉伸、双轴压缩、平面拉伸以及平面压缩，传统的拉力试验机搭配合适的夹具以及位移传感器可以进行单轴以及平面的实验，但是对于双轴实验的局限性较大。2 原理：等双轴拉伸（又叫多轴拉伸）借助多个环形排列的滑轮、钢丝绳和特制环形治具等代替传统的双轴试验机对试样进行拉伸，其形式也由垂直形式的双向拉伸转换为单向的拉伸，在保证实验效果的前提下更易实现；同时借助平面夹具可以进行单轴的平面拉伸试验，其中平面拉伸和平面压缩试验在应力状态上是等效的。创新点：创新点：16轴等双轴拉伸，目前国内外多采用双轴拉伸，误差较大。首创唯一。1.等双轴拉伸，是企业和高校有限元分析建立橡胶材料的本构材料模型所必需。2.采用激光引伸计，位移分解度可达0.00004mm3.测试功能丰富，可实现进行单轴拉伸、等双轴拉伸、平面拉伸三种测试。等双轴拉伸试验机（橡胶有限元分析）

一、引言　　在材料科学领域中，薄膜材料的拉伸性能检测是一项至关重要的工作。通过准确的拉伸性能测试，我们可以了解材料的强度、延展性等关键参数，为材料的开发、优化和应用提供有力支持。电子拉力试验机作为一种先进的力学测试设备，广泛应用于薄膜拉伸性能的测试。然而，在测试过程中，夹具对测试结果的影响往往被忽视，这可能导致测试结果的失真。因此，本文将探讨如何在使用电子拉力试验机检测薄膜拉伸性能时避免夹具对测试结果的影响。　　二、夹具对测试结果的影响分析　　1. 夹具夹持力不均匀　　在薄膜拉伸性能测试中，夹具的夹持力需要均匀分布，以确保薄膜在拉伸过程中受力均匀。然而，由于夹具设计、制造和安装等方面的原因，夹持力往往难以做到完全均匀。这会导致薄膜在拉伸过程中受力不均，从而产生局部应力集中或拉伸变形，进而影响测试结果的准确性。　　2. 夹具材料的影响　　夹具的材料也是影响测试结果的一个重要因素。如果夹具材料与薄膜材料之间存在较大的摩擦系数或粘附力，那么在拉伸过程中，夹具可能会对薄膜产生额外的阻力或拉力，从而影响测试结果的准确性。此外，夹具材料的硬度、弹性模量等物理性能也可能对测试结果产生影响。　　3. 夹具形状和尺寸的影响　　夹具的形状和尺寸也是影响测试结果的重要因素。如果夹具的形状和尺寸与薄膜不匹配，那么在拉伸过程中，夹具可能会对薄膜产生不均匀的应力分布，导致测试结果的失真。此外，夹具的开口宽度、夹持长度等参数也可能对测试结果产生影响。　　三、避免夹具对测试结果影响的措施　　1. 选择合适的夹具　　在进行薄膜拉伸性能测试时，应根据薄膜的材料、厚度、宽度等参数选择合适的夹具。夹具的夹持力应均匀分布，且夹具材料应与薄膜材料相匹配，以减少夹具对测试结果的影响。同时，夹具的形状和尺寸也应与薄膜相匹配，以确保测试结果的准确性。　　2. 夹具的校准和调试　　在使用电子拉力试验机进行薄膜拉伸性能测试前，应对夹具进行校准和调试。通过校准，可以确保夹具的夹持力、形状和尺寸等参数符合测试要求。通过调试，可以消除夹具与薄膜之间的摩擦力和粘附力等干扰因素，确保测试结果的准确性。　　3. 优化测试方法　　在测试过程中，可以采用一些优化方法来减小夹具对测试结果的影响。例如，可以采用多次测试取平均值的方法来提高测试结果的准确性 可以在夹具与薄膜之间加入润滑剂来减小摩擦力和粘附力 可以采用非接触式夹具来避免夹具对薄膜的直接接触等。　　四、结论　　在使用电子拉力试验机检测薄膜拉伸性能时，夹具对测试结果的影响是不可忽视的。为了避免夹具对测试结果的影响，我们需要选择合适的夹具、对夹具进行校准和调试、优化测试方法等措施。通过这些措施的实施，我们可以提高测试结果的准确性和稳定性，为薄膜材料的开发、优化和应用提供有力支持。

乐金涛老师乐金涛，1983年开始在宝钢集团从事金属材料力学性能检测工作，目前还兼任中国仪器仪表学会试验机分会副秘书长、广东省金属学会理化检验专业委员会副主任委员、全国冶金物理测试网力学与试样加工技术委员会副主任委员、全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验分技术委员会顾问、《理化检验-物理分册》副主编、中国国际招标网机电产品评标专家等。近日，仪器信息网有幸采访了乐金涛老师，请他谈一谈国内全自动拉伸试验机技术的发展、挑战与前景。 仪器信息网：请问，为什么要研发全自动拉伸试验机技术？乐金涛老师：三年疫情给智慧制造的发展带来非常有利的机遇，如何让试验室利用先进技术提高自动化检测和抗风险的能力，在特殊情况下也可以稳定、高质量、无人值守的开展检测工作，是业内同行普遍关心问题。为了保证测试结果精准、可重复、可追溯，提高劳动生产率，利用信息化、自动化、智能化等技术建设一个可以实现整个试验过程无人值守、无人干预的钢铁材料力学性能检测全自动试验室，已经成为这个领域的发展方向。 随着工业发展至4.0时代，制造业逐渐步入智能化、数字化时代，对于钢铁材料生产企业，质量检测环节中的材料拉伸试验也向半自动化、全自动化快速发展。全自动电子拉伸试验机（薄板材料）近年来，国内钢铁企业检测系统已经在许多领域实现了全流程的自动化检测。国内一些大型钢铁企业的力学试验室，依靠多套全自动拉伸试验机一天可以轻松地完成1000多件拉伸试样的自动检测。 材料试验机如实现了自动化智能化后，可以实现试验室装备水平的大幅度提升；减少人为因素影响，提高检测精度，确保试验数据准确性；缩短检验周期；提高劳动生产率等。仪器信息网：要建设好一个自动化检测试验室，需具备哪些条件和掌握哪些关键技术？乐金涛老师：要建设好一个自动化力学性能检测试验室，必须要了解试验室的工艺流程、特点，掌握当前拉伸试验机和自动化、智能化等最新技术的发展状况。1. 钢铁企业成品力学性能检验特点和对设备配置的要求1) 检验量大，设备要耐用；2) 产品规格相对集中、检验项目相对简单，设备要专业化配置；3) 检验周期紧，试样来样量不均匀，设备配置要有一定的富余量；4) 对检验的精度要求相对较低，主要判断产品是否合格。2. 建设自动化力学检测试验室的关键技术自动化、智能化建设适合于流水线、重复性等作业，根据钢铁企业试验室的流程和特点，其比较适合开展自动化项目的建设工作。要建设一个成功的自动化力学性能检测试验室，必须包含以下基本的关键技术：1) 通过机械手实现试样自动上、下料功能；2) 样号的自动识别；3) 试样传送系统；4) 全自动试验设备；5) 样品自动收集保存等。仪器信息网：当前，我国全自动拉伸试验机已经发展到了什么程度？乐金涛老师：我国试验机制造业通过近二十年的努力，在钢铁材料力学性能检测中最主要、使用最多的拉伸试验机产量、品种和得到了快速发展，技术水平有了很大的提升。通过验证或比对试验可以证明，我们国内试验机制造行业的一线品牌的试验机制造厂家制造的静态电子试验机、微机控制电液伺服试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平，完全能够满足如ISO6892-1和GB/T 228.1等试验方法标准的要求，虽然还存在不少的问题，但并不是想像中的那么差。国内最早使用全自动拉伸试验机大概是在2005年左右，是国内几个特大型的钢铁企业试验室开始引进的。它们主要是做薄板拉伸试验的采用往复式机械手的小吨位全自动拉伸试验机、做厚板拉伸试验的采用龙门桁架式机械手的大吨位全自动拉伸试验机。记得在那个时候，国内有试验机厂家想仿制，但由于种种原因没有成功。全自动电液伺服拉伸试验机（中、厚板和螺纹钢）2015年以来，根据钢铁企业试验室检验量大、产品规格相对集中、检验项目相对简单、检验周期紧、流水线重复性检验等作业特点，国内部分一线品牌的试验机制造厂家，运用自动化、智能化、信息化等先进技术，开发研制了各种全自动试验机，国内全自动试验机的技术才真正开始发展，大大地推进了钢铁企业智慧试验室的建设工作。其中早期的小吨位往复式机械手全自动拉伸试验机、大吨位龙门桁架式机械手全自动拉伸试验机，到目前采用比较多的多工位六轴机械手全自动拉伸试验机的开发运用，实现了对各种类型全自动试验机的全覆盖。仪器信息网：全自动拉伸试验机主要的工作流程是什么？乐金涛老师：全自动拉伸试验机试验时，试验人员根据自动接收到的试验顺序、试验项目要求等，将经过打标的试样用机械手放入试样架内或通过AGV小车送达指定的位置→机械手根据预先在试验程序上设置好的试样位置抓取试样→进行试样长度测量→进行试样平行部分位置对中测量→试样横截面尺寸测量（可取n次测量数据的最小值或者平均值等）→机械手将试样放置到试验机测试位置，在确保按平行段对中的情况下自动调用预定的试验方法进行试验→试验结束后机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→试验数据自动保存并发送给上位机。全自动拉伸试验机的工作效率一般不低于每小时15件。仪器信息网：全自动拉伸试验机除了主机以外，其配套的主要零部件技术对于整个系统也是非常关键，请举例介绍一下其优点？乐金涛老师：简单介绍一下全自动拉伸试验机中主要的配套零部件视频引伸计在整个系统中的应用。在全自动化拉伸试验系统中常用的变形测量手段是自动化接触式引伸计，但接触式引伸计大多只能测量一组标距变形，使用中常常遇到试样断裂在标距外或是贴近标距的位置，导致测试数据的不准确甚至不可用。1) 视频引伸计采用标准化DIC技术，可非接触实现三维变形测量，在拉伸试验过程中能同时测量多组纵向和横向标距变形。配合全自动拉伸试验系统使用时，可实现同步触发、自动测量、实时以数字信号或模拟信号向试验机传输数据。2) 视频引伸计可自动识别多种标距标识，同时也可对试样进行无标识点自动识别测量，监控试样直至其断裂，可自动测量试样断裂伸长率，大大提高检测效率。3) 自动识别应变分布状态，可以在整个试验过程中自动追踪最大应变产生的实际位置，从而将原始标距L0重新定位在最高应变区域的中心。4) 与接触式引伸计相比，使用视频引伸计避免了试样断在标距外或标距附近时的无效测试，有效提高试样利用率，节省试样成本。5) 带全自动引伸计的电子拉伸试验机的普及，特别是视频引伸计开发运用，加速了应变硬化指数n值和塑性应变比r值等全自动测量技术的发展，根据宝钢湛江钢铁有限公司验证试验的文献介绍：——采用人工、半自动、全自动方法测量的r值不存在显著性差异，其中全自动测量方法测量r值的精度最高；——视频引伸计与机械接触式引伸计测量r值的结果接近，但前者的精度更高。配置视频引伸计的全自动拉伸试验机仪器信息网：据了解，为了满足用户个性化要求，国内也研发了一些有特殊功能的全自动拉伸试验机，请您介绍一下？乐金涛老师：常规的全自动拉伸试验机在一根试验结束后，机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→机械手将断样扔到对应的料框里。但经常会碰到有些重要的、异常的断样需要试验室保留以备查验等情况，传统的模式是试验室人员要等这一批次试验全部完毕后再按编号在留样框里翻找拼接，方式原始繁琐、效率低。现在全自动拉伸试验机断样收集专用料斗的配套设计，机械手可以按需按组收集需要保留的断样，大大方便了样品留存工作。带断料回收装置全自动拉伸试验机另外，如许多钢铁企业生产的螺纹钢或圆钢，由于轧钢工艺的需要，生产出来的产品是呈盘状的，俗称盘圆或盘螺。为了保证试样可以正常的在全自动拉伸试验机上装夹或保证试验时的同轴度，此类产品在做拉伸试验前，需要对带有一定弧度的样品进行矫直处理，目前国内绝大部分试验室都是采用人工矫直的方法。目前在常规全自动试验机里配套开发的全自动盘条多轮交叉弯曲矫直系统，比较完美的避免了用其他如敲击方式在矫直过程中应力集中等缺陷的产生，提高了盘圆盘螺类产品检测精度。带自动校直全自动拉伸试验机仪器信息网：您长期在中国宝武集团检化验系统工作，能否就宝钢范围的全自动试验技术方面提供一个案例分享给读者？乐金涛老师：针对繁琐的热轧带肋钢筋外部和内在质量的检测项目和不同的试验工位，运用自动化、智能化、信息化和机器人技术，宝钢武钢有限公司成功应用了钢筋全自动测试系统。该系统由电子拉伸主机，配上全自动视频引伸计、扫码系统、称重测长装置、ABB机器人、试样架、控制系统、软件等组成，集钢筋称重、测长、拉伸试验、弯曲和反复弯曲试验等功能，在一套全自动系统里实现全部检测功能。该系统还可以通过配置钢筋全自动弯曲校直、筋肋测量装置、温度养护箱等装置，完成试样矫直、钢筋外形检测、钢筋人工时效等工序。系统自动化模式运行时，可以同时在系统的不同组件上测试不同的样品，极大的提高测试效率。宝钢武钢有限公司1000kN钢筋试验系统仪器信息网：当前国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术是什么？乐金涛老师：当前，国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术主要归纳起来分如下几个方面：1) 激光引伸计、视频引伸计、全自动引伸计、高低温引伸计等技术；2) 高精度、高分辨率、宽量程的力传感器等技术；3) 高精度、高分辨率、宽量程的试样横截面尺寸测量传感器等技术。仪器信息网：能否针对目前我国全自动拉伸试验机的现状，谈谈您的感受或想法？乐金涛老师：在国外1000KN以上的电子拉伸试验机技术已经非常成熟，在国内常规的电子拉伸试验机绝大部分企业只能做到600KN。近三年，国内几家一线品牌的试验机制造厂家已经有在开发制造1000KN的电子拉伸试验机，但据了解总数也就在十台左右。国内已经有自主研发制造的2000kN电子拉力试验机，开创了中国试验机行业在大吨位电子拉力试验机的先河，为大吨位全自动拉伸试验机的开发运用打下了良好的基础。目前国内制造的全自动拉伸试验机如主要的配套零部件力传感器、位移传感器、引伸计等品牌选型更好，在其功能、试验精度等方面，完全可以胜任日常检验任务。随着钢铁企业智慧制造风潮的兴起，由拉伸试验机和机器人组合的全自动试验机需求大增，现在许多试验机厂家都去做全自动拉伸试验机或系统。目前我们国家研发制造的全自动试验机或系统的主要特点是集成其他自动化配套装置，但平心而论对试验机本身技术没有大的提高。我们现在国内生产的全自动拉伸试验机的长期稳定性和故障率等指标，和国外同类设备比还存在一定的差距。仪器信息网：最后，请您对国内的试验机制造厂家提一点要求或希望？乐金涛老师：希望国内的试验机制造厂家要重视市场需求和技术研发，以自动化、智能化为发展目标和发展方向，来满足用户个性化需求。要多与相关试验室合作开发关键技术，在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破，包括对原来进口全自动拉伸试验机的技术消化和升级工作，以促进我国试验设备在自动化技术方面水平的提升，切实减少全自动试验设备的进口数量。

文天精策原位拉伸试验机冷热台助力超低温金属材料研究随着现代各行业的飞速发展，越来越多的金属材料需要在低温环境中使用，如低温压力容器、桥梁、建筑材料等，因此对于这些材料的各项力学性能的准确测量也就显得至关重要，尤其是试样的屈服强度、抗拉强度、延伸率和面缩率等拉伸性能指标。如：液体火箭发动机的结构材料除了承受高温冲击外，由于液氢（沸点-253℃）、液氧（沸点-183℃）等低温贮存推进剂的存在，还有超低温（-100℃以下）环境要求，故液体火箭发动机理想的结构材料需要具备优良的低温力学性能；用于低温手术的医疗器械，使用液氮对患者的局部肉体进行低温瞬时低温冷冻，使得肉体固化后进行快速和无痛手术。文天精策仪器科技原位拉伸试验机冷热台，作为可适配多数拉伸试验机的低温试验平台，通过准确控温，实现不同环境温度下材料的力学性能测试，从而准确的考察不同变形温度下材料的力学性能，为其在复杂环境温度下的服役，提供数据支撑。原位拉伸试验机冷热台降温过程超低温单向拉伸试验对金属材料而言，其服役温度显著影响其力学性能。部分金属在超低温(77 K)条件下时，其断裂强度、延伸率等会显著提升。并且相比高温成形工艺会造成材料的氧化的缺点，低温下的成形工艺则不存在这样的问题，这为金属材料成形工艺的成形能力提升，提供了新的途径。Ÿ 材料的硬化、脆化Ÿ 材料的塑性变形能力改变Ÿ 材料的应变分布演化更加均匀Ÿ 材料的塑性变形机制发生变化超低温单向拉伸试验检测试样在单向应力状态下，温度对其力学性能与变形机制的影响。降温程序控制过程295 K与77 K下纯铜的单向拉伸应力-应变曲线研究内容及关键点：Ÿ 原位拉伸试验机冷热台的温控算法可准确控制变形所需温度；Ÿ 原位拉伸试验机冷热台可适配大多数万*能试验机实现低温拉伸试验，准确测试材料的低温力学性能；Ÿ 原位拉伸试验机冷热台的氮气回流除雾技术与可视窗口，可结合DIC测试技术实现超低温变形过程中应变的实时监测；Ÿ 通过设置拉伸试验机参数，可实现变温单向拉伸试验，测试复杂温度环境下材料的力学性能。试验表明：文天精策仪器科技研发的原位拉伸试验机冷热台，可与各种万*能试验机适配，在试验过程中通过文天精策原位拉伸试验机冷热台中的温控程序，实现实时控温，进行不同变形温度下的单向拉伸试验力学性能测试。并且，通过设置拉伸过程中的实验参数，完成试样在复杂变温环境下的力学性能测试，指导在复杂温况下材料的服役。

在胶带行业中，压敏胶带和捆扎线束胶带各自扮演着不同的角色。压敏胶带以其特有的粘附性能，广泛应用于各类包装、固定、密封等场景。而捆扎线束胶带则因其出色的绑扎、绝缘和固定性能，在电子、电气等领域发挥着不可替代的作用。然而，关于电子剥离试验机测试压敏胶带的标准是否适用于捆扎线束胶带这一问题，却常常引发业内的讨论和争议。一、电子剥离试验机与压敏胶带测试标准电子剥离试验机作为一种精密的测试设备，主要用于测量胶带在一定条件下的剥离强度。在压敏胶带的测试标准中，通常规定了剥离速度、剥离角度、剥离力等参数，以确保测试结果的准确性和可靠性。这些标准旨在反映压敏胶带在实际应用中的粘附性能，为产品质量的评估和改进提供依据。二、捆扎线束胶带的特性与应用捆扎线束胶带通常由尼龙或其他高强度材料制成，具有优异的绝缘性、耐磨性和耐候性。它主要用于电子线束的固定和绝缘保护，确保线束在复杂的工作环境中能够稳定运行。捆扎线束胶带不仅需要具备一定的粘附力，还需要能够承受一定的拉伸和剪切力，以满足线束固定的需求。三、电子剥离试验机测试标准与捆扎线束胶带的适用性从理论上讲，电子剥离试验机测试压敏胶带的标准在一定程度上可以应用于捆扎线束胶带的测试。毕竟，剥离强度是评估胶带粘附性能的重要指标之一。然而，在实际操作中，我们需要注意到捆扎线束胶带与压敏胶带在结构和性能上的差异。捆扎线束胶带往往需要承受更大的拉伸和剪切力，因此在测试时可能需要调整剥离速度、角度等参数，以更准确地反映其实际性能。此外，由于捆扎线束胶带的应用场景较为特殊，其阻燃性、耐磨损性和降噪性等性能也是评估其质量的重要指标。这些性能在电子剥离试验机的测试中可能无法得到充分体现，因此需要结合其他测试方法进行综合评估。四、结论与建议综上所述，电子剥离试验机测试压敏胶带的标准在一定程度上可以应用于捆扎线束胶带的测试，但需要注意调整测试参数以更准确地反映其实际性能。同时，为了全面评估捆扎线束胶带的质量，还需要结合其他测试方法进行综合评估。建议相关企业和研究机构在制定捆扎线束胶带测试标准时，充分考虑其特殊性能和应用场景，确保测试结果的准确性和可靠性。

近日，三思纵横与日本国际计测器株式会社（简称KOKUSAI）再度牵手合作，共同在中国市场经营推广双轴拉伸试验机和振动试验机。 2009年，三思纵横与日本国际计测器株式会社（简称KOKUSAI）曾经合资成立了三思国际公司，双方各占50%股份，合作开发伺服电机式疲劳试验机，五年多的时间过去了，在日本开发成功的双轴拉伸试验机和伺服电机式疲劳试验机在日本市场取得了很大的进展。 KOKUSAI成立于1969年，是一个专门从事开发和生产汽车零部件及各种电机在线检测仪器和设备的知名厂家，由国际著名汽车动平衡专家松本繁社长先生创立。作为动平衡及电机性能测试设备供应商，KOKUSAI开发和制造的各类先进的检测设备在日本市场销售强劲，得到广大客户的青睐和好评！日本国际计测器株式会社社长松本繁先生 KOKUSAI研发的2轴拉伸试验机为全球削减CO2做出了突出的贡献，同时大大削减了零部件成本和缩短模具制作时间！而独创的三轴振动试验机试验，更是世界上首台可以满足MIL-STD-810振动试验要求的试验设备，技术水平非常先进。以电气伺服式三轴振动试验机为例，该试验机采用了模拟汽车实际行驶时的加振系统，是世界上最先采用伺服马达并同时沿三个轴向进行加振的系统，可实现以往液压系统难以实现的微振。 KOKUSAI研发电气伺服式三轴振动试验机 KOKUSAI先进的技术水平和设备也日益得到海外客户的广泛关注和认可。早在20世纪80年代，KOKUSAI就已经在中国大陆开展销售业务，专门挑选国内有影响力的企业进行合作。同时，为保证设备的售后服务，其先后在长春、天津、青岛和深圳等地设立办事处，随时响应客户设备的服务需求！ 三思纵横自主研发的高端电液伺服动态疲劳试验机 三思纵横，作为民族品牌试验机和试验机行业唯一一家国家级高新技术企业，无论是研发生产能力还是社会影响力，都是国内试验机行业最好的企业！强大的企业实力自然得到了KOKUSAI的青睐和肯定。此外，鉴于我司最新推出的震撼世界的高端电液伺服动态疲劳试验机与KOKUSAI开发的电气伺服技术的新型材料疲劳试验机形成高度互补，双方合作更是强强联合，必将进一步提升三思纵横的品牌影响力，扩大三思纵横的产品线，为中国地区的客户提供更多更好的产品。

2020年度，国内外仪器生产厂商相继推出了一些试验机新品，仪器信息网编辑特别对此进行盘点，共收录试验机相关产品12款，以飨读者。在此特别需要说明，本次试验机相关新品盘点的范围仅限于本网收录的不完全统计。12款试验机相关新品多为国产仪器，涉及三思纵横、和晟、明珠、东莞皓天、久滨仪器、兰光、国检集团等国产品牌以及英斯特朗、岛津等进口品牌，产品报价从1万至100万不等。英斯特朗 INSTRON 6800系列单立柱电子拉力试验机（价格区间：30万-50万）英斯特朗 INSTRON 3400系列双立柱电子拉力试验机（价格区间：30万-50万）英斯特朗INSTRON6800/3400系列试验系统可对所有原材料和成品执行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、穿刺、蠕变等试验。它具有精度高、耐用性强、可灵活适应需求变化等特点，大大提高试验效率和改善操作员试验体验。可应用于整个生物医疗、汽车、电子和包装等行业的标准典范以用千测试各种材料及由塑料、复合材料、弹性体 、薄膜、纺织品 、胶黏剂和各种材料制成的产品。产品特点：1、如果需要快速得到试验结果，可以使用QuickTest功能，只需输入几个关键参数，即可在几秒钟内开始试验；2、预先设定的模板Bluehill Universal具有庞大的预设试验方法库，能够符合最常用的ASTM、ISO和EN标准。3、带提示测试、自动定位、操作员保护以及内置安全提示等。三思纵横 SUNS 890系列桌面式电液伺服疲劳试验机（报价 50万-100万）该机型电液伺服疲劳试验机主要用于测试复合材料、金属及非金属材料，以及各种部件的静态和动态力学性能。可实现拉伸、压缩、弯曲等疲劳试验，还可实现高周疲劳、低周疲劳、裂纹扩展、断裂力学等试验，实现正弦波、三角波、方波、随机波等各种波形加载。配置高温炉、高低温箱和腐蚀箱可实现不同环境下的力学性能测试。厂商发布创新点：1、主机外形设计精美，整体造型及做工精致；2、体积小，占用场地空间小，安装及维护方便；3、采用T型台框架结构，机架刚度大，稳定性好，可配置各种试验工装；4、采用封闭式油源，噪音低，环境安静；5、采用油浸电机驱动油泵的工作方式，散热快，噪音低，确保长时间试验稳定可靠；6、采用油缸升降横梁，可无极调节试验空间，满足各种试验需求。三思纵横 SUNS 891系列桌面式电子疲劳试验机（报价 50万-100万)该机型电子式疲劳试验机主要用于测试各种橡塑材料、生物医用材料、以及微小金属材料及部件的静态和动态力学性能。可实现拉伸、压缩、弯曲等疲劳试验，还可实现高周疲劳、低周疲劳、裂纹扩展、断裂力学等试验，实现正弦波、三角波、方波、梯形波等各种波形加载。配置高温炉、高低温箱和腐蚀箱可实现不同环境下的力学性能测试。厂商发布创新点：1、主机外形设计精美，整体造型及做工精致；2、体积小，占用场地空间小；3、桌面式结构，符合人机工程学原理要求，操作简易方便；4、能耗低，噪音低，无液压油源及密封系统，清洁环保，维护成本低；5、采用高精度滚珠丝杠无极调节试验空间，扩展各种试验需求。和晟 HS系列九工位电池片剥离试验机（报价 10万-30万）该试验机可实现试验力、试样变形和横梁位移等参量的闭环控制，以及恒力、恒位移、恒应变、等速度载荷循环、等速度变形循环等试验。用户还可以使用PC机专家系统自主设置恒应力、恒应变、恒位移等控制模式，各种控制模式之间可以平滑切换。 在进行拉伸试验时，用户可清晰地观察低碳钢、铸铁等整个试验过程。该试验机专业用于太阳能行业电池片180度剥离强度试验。厂商发布创新点：该试验机可安装九个力量传感器，配合和晟自主研发专用软件，可达到九个传感器同时使用，并且测试数据可同时显示在电脑软件上，操作无误差，方便好用。明珠 MZ-2000D2型50N微型电子拉伸压缩万能试验机（报价 6万） MZ-2000D系列适用于金属、非金属、复合材料及制品的拉伸、压缩、弯曲、剪切、 撕裂、剥离等物理性能试验。用于科研部门、大中专院校和工矿企业等对各种材料进行力学性能分析和生产质量检验。 厂商发布创新点：微型拉力机完成了从传统的900mm较高行程到100mm微型行程的转变，大大节省了试验所需的空间。明珠 MZ-4005型带扭矩10000转油封旋转试验机台（报价 面议）油封旋转性能试验机采用西门子可编程控制系统.适用于各种回转式油封进行密封性能的试验和研究工作，油封安装在验机上，主轴以一定的速度回转，经过一定时间的运行，观察油封是否渗漏，每次可试验2件油封，测试轴可正、反转。厂商发布创新点：区别于市场无扭矩油封旋转试验台，此款为带扭矩油封旋转试验台，可在常温和高低温环境内进行试验。东莞皓天 SMC-210PF-FPC型耐寒耐热FPC折弯试验机（报价 9.65万）该试验机主要用于弯折FPC电路板（俗称软件电路板）作弯折测试，如手机、PDA、电子词典、手提电脑等电子产品FPC软板的耐挠折、耐屈折寿命检测试验。FPC耐弯折试验机以手机盖板玻璃连接瑞的PFC作弯折寿命测试。厂商发布创新点：针对FPC某一特定的应用领域而开发出的全新专用仪器。久滨 JB-C5型建筑外窗综合物理三性能试验机（报价 面议）现行标准GB/T7106-2019是2008年颁布的升级版，对于门窗抗风压的能力提高到8000Pa；对气密性的检测方法做了较大的修改，增加了气密性检测扣箱，检测试件通过气密性扣箱泄漏的空气量来确定试件的气密性。这些要求给门窗物理性能检测设备提出了更高的要求，其结构也发生了相应的改变。JB-C5系列建筑外窗综合物理性能试验机完全符合即将颁布的国家标准GB/T7106-2019各项技术指标的要求。厂商发布创新点：建筑外门窗气密水密抗风压性能检测，满足GB/T 7106-2019最新标准。兰光 C660B包装密封测量仪 负压密封试验机（报价 1万-3万）C660B包装密封测量仪 负压密封试验机，专业适用于食品、制药、医疗器械、日化、汽车、电子元器件、文具等行业的包装袋、瓶、管、罐、盒等的密封试验。亦可进行经跌落、耐压试验后的试样的密封性能测试。厂商发布创新点：1、多重试验模式，智能统计合格数量； 2、全新-专利-智能，全触控操作系统。国检集团 DST-Ⅴ1200型固体材料弹性模量测试仪（报价 10万-20万）DST-Ⅴ1200型固体材料弹性性能测试仪采用动态法（脉冲激振法）测试各种固体材料在不同温度下的弹性模量，包括杨氏弹性模量、剪切弹性模量和泊松比。仪器测量温度范围：室温-1200℃，设置升温曲线后，仪器可连续自动测量，无人值守。厂商发布创新点：1、弹性模量测量的温度上限控制在1200度，满足大多数客户需要，降低仪器采购成本；2、自动化程序高，仪器可连续测量样品在室温至1200度的的弹性模量，无人值守，自动生成不同温度下弹性模量数据曲线；3、仪器桌面摆放，占地小，开机即用，无需预热、校准或调整，测试速度快。支持网络版的岛津试验机软件LabSolutions™ AGLabSolutions™ AG软件可为试验机数据提供保密、安全的网络化数据管理系统，完全符合制药和医药设备行业机械特性测试的法规技术要求。可兼容AGX-V,AG-X,AGS-X和EZ-X等型号的试验机，以及兼容单一软件和控制软件。

在当今这个科技日新月异的时代，薄膜材料因其优良的物理和化学特性，在包装、医疗、电子等众多领域得到了广泛应用。然而，如何准确评估薄膜的各项性能，确保其在各种应用场景下的可靠性，成为了摆在科研人员和生产企业面前的重要课题。幸运的是，ETT-01电子拉力试验机的出现，为薄膜性能的全面检测提供了强大的支持。ETT-01电子拉力试验机，作为一款专业的力学性能测试设备，不仅可以测试薄膜的拉伸强度，更能深入探索薄膜的剥离强度、断裂伸长率、热封强度、穿刺力等多项关键性能。这些性能参数对于评估薄膜的耐用性、密封性以及在实际应用中的表现至关重要。首先，剥离强度是衡量薄膜材料间粘附力的重要指标。通过ETT-01的精确测试，我们可以了解到薄膜与不同材料之间的粘附性能，为产品设计和生产工艺提供有力依据。其次，断裂伸长率是反映薄膜材料在受到外力作用时变形能力的关键参数。ETT-01能够准确测量薄膜在拉伸过程中的伸长率，帮助我们判断薄膜的柔韧性和抗拉伸能力。此外，热封强度也是薄膜性能中不可忽视的一环。ETT-01电子拉力试验机能够模拟薄膜在实际应用中的热封过程，测量热封后的强度，确保薄膜在包装、密封等应用场景下具有良好的密封性能。值得一提的是，ETT-01电子拉力试验机还具备测试薄膜穿刺力的功能。通过模拟实际使用中可能出现的穿刺情况，我们可以评估薄膜的抗穿刺能力，为产品设计和质量控制提供重要参考。除了以上提到的性能参数外，ETT-01电子拉力试验机还能测试薄膜的压缩、折断力等多项性能，实现对薄膜性能的全面解析。这一功能的实现，得益于ETT-01的高精度测试系统和先进的位移控制技术。通过这些技术手段，ETT-01能够确保测试结果的准确性和重复性，为用户提供可靠的数据支持。在实际应用中，ETT-01电子拉力试验机已经成为了众多薄膜材料生产企业、科研机构以及质检部门的得力助手。它不仅能够帮助用户全面了解薄膜的各项性能参数，还能为产品设计和生产工艺提供改进方向，推动薄膜材料行业的持续发展和创新。总之，ETT-01电子拉力试验机以其全面的测试功能和精准的测试结果，成为了薄膜性能全面解析的利器。它不仅能够满足科研人员和生产企业对薄膜性能评估的需求，还能为产品的质量控制和工艺改进提供有力支持。在未来的发展中，我们有理由相信，ETT-01电子拉力试验机将继续在薄膜材料性能测试领域发挥重要作用，为行业的进步和发展贡献力量。

12月26日，由我公司开发的&ldquo 全自动材料拉伸试验机&rdquo 和 &ldquo 1000kN微机控制电液伺服自动拉力试验机&rdquo 两个项目的鉴定和验收会在公司新厂区二楼会议室隆重举行，并顺利通过省科技厅的鉴定和验收。 &ldquo 全自动材料拉伸试验机&rdquo 是公司承担的济南市2009年自主创新计划项目。经过了为期两年多的研究，课题突破了液压双动平推夹具、横截面尺寸测量系统、机器人自动装样系统、试样变形测量系统等关键技术，成功研制出满足钢铁、冶金行业的大批量、自动化要求的高精度的材料力学性能测试系统。 &ldquo 1000kN微机控制电液伺服自动拉力试验机&rdquo 是公司承担的济南市2010年自主创新计划项目。经过为期两年的研究，课题围绕试验同步精度、大批量、连续快速试验的要求进行攻关，成功研制出满足钢铁企业、冶金行业的大批量快速试验的材料力学性能试验设备。 会上，济南市科技局成果处郑艺颖处长主持了会议，济南市科技局计划处、高新处、槐荫区科技局计划处的领导参加了会议。鉴定委员会由七位专家组成，验收委员会分别由五位专家组成。鉴定委员会由中国科学院院士宋振骐担任主任委员，上海交通大学赵锡芳教授、山东大学李剑峰教授担任副主任委员，其他专家任委员。课题组负责人刘维平副总裁、王爱丽工程师分别汇报了&ldquo 全自动材料拉伸试验机&rdquo 、&ldquo 1000kN微机控制电液伺服自动拉力试验机&rdquo 的技术报告、工作报告。专家们听取了相关报告，审查了两个项目鉴定、验收资料，并考察了生产现场和试验机运行。经质询和讨论，专家们一致认为，该项目研制的全自动材料拉伸试验机属国内首创，主要技术性能达到国际先进水平，并完成科技计划合同的要求，同意通过鉴定和验收。

技术参数： 1、量程范围：5KN 力值精度：±0.5% 以内 2、负荷分档： 10%*FS ， 20%*FS ， 50%*FS ，3、试验速度： 0.01mm/min--500mm/min（伺服系统+滚珠丝杠） 4、有效拉伸距离（不含夹具）：100mm 5、位移测量精度：示值的±0.5% 以内 6、变形测量精度：示值的±0.5% 以内 7、打印功能：打印测试后的试验数据及曲线等8、电源电压：AC220V 50Hz 创新点：微型拉力机完成了从传统的900mm较高行程到100mm微型行程的转变，大大节省了试验所需的空间50N微型电子拉伸压缩万能试验机

三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机），该试验机引进西方先进技术，采用进口最新科学高能配件，历经多年结合试验机新产品市场需求研制而成，与国际研发接轨，独家研创，外形精美，操作方便，低耗高能，性能稳定可靠。能最大化的满足客户的试样试验需求，是各类金属、非金属材料试样试验的首选。广泛应用于各种塑胶、橡胶、金属、航空航天、船舰、建工、军工、商检、高等院校等相关行业的试验测试。三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）已批量生产，安全可靠。设备可在常温及高温状态下恒力保持不低于800小时。控制器具备2个BNC接口满足用户模拟数据采集，具有可编程数字输入通道1个，可编程数字输出通道2个。今天深圳三思纵横试验机小编就来给各位深入分析一下这款产品的优势吧！一、三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）1、产品型号：FBUTM5000、FBUTM6000、FBUTM4000；2、产品主要用途：可应用于各种金属材料及非金属材料的拉伸压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学试验；广泛应用于航空航天、核能、军工、高等院校等领域；主要测试项目：断裂学测试、材料力学性能测试。二、三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）的设备优势1、试验机整体设计精致美观，减震地脚更平稳；2、国内首家独创新一代电子万能试验机横梁位移显示屏以及手控盒装置；3、独家首创测控系统机箱盒，独立于设备主机之外；4、动力系统引进高端科学技术，顶尖装配，低耗高能，环保安全。三、三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）的应用场景风暴系列新一代电子万能试验机的应用场景十分广泛，主要包括但不限于以下几个领域：1、航空航天：在航空航天领域，该试验机可用于各种金属材料及非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学试验，以测试材料的强度、韧性等性能指标，为航空航天器的设计和制造提供重要数据支持；2、核能：在核能领域，该试验机同样可用于测试核能设备所需材料的力学性能，确保设备在极端环境下的安全性和可靠性；3、军工：在军工领域，该试验机可用于测试各种武器装备材料的力学性能，为武器装备的研发和制造提供重要参考；4、高等院校：在高等院校的科研和教学工作中，该试验机可用于材料力学、机械工程等相关学科的实验教学和研究工作，为学生提供实践机会，促进科研创新。四、三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）的适用标准1、GB/T16491电子万能试验机；2、JB/T6146引伸计技术条件；3、JJG475电子式万能试验机计量检定规程；4、ASTM、DIN、JIS等相关标准。总的来说，三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）是一款具有高性能、高精度、广泛应用领域的先进试验设备。三思纵横风暴系列新一代电子万能试验机（双立柱试验机）能够为科研和工业领域提供精准的试样试验数据，是材料测试和产品研发的得力助手。

2017年12月底，厦门合诚工程检测有限公司从三思纵横购进大批试验机设备，目前已全部调试完成顺利验收，其中包括一台30000kn微机控制压剪试验机，两台微机控制电液伺服压力试验机，六台微机控制电液伺服万能试验机，一台微机控制电液伺服钢绞线试验机，十一台微机控制电子万能试验机。三思纵横30000kn压剪试验机创建于1997年厦门合诚工程检测有限公司是一家具有独立法人资格的第三方检测机构，是全国交通检测行业中检测资质较全、业务范围较广、规模较大的专业检测机构。公司所服务的工程项目涉及公路、桥梁、隧道、水运、市政、房建、轨道、铁路、水利水电等各类建设领域。其总公司合诚工程咨询集团股份有限公司成立于1995年，是一家综合型工程咨询公司，承接了多项国家重点项目，业务遍及全国十多个省市，是我国海峡西岸经济区建设工程咨询监理龙头企业，也是国内交通建设监理行业第一家以监理为主业的上市企业。厦门合诚工程检测有限公司此次，合诚检测在三思纵横订购的所有产品都是采用微机控制，不需要试验者手动操作，安全系数大大提高，满足客户多种试验的需求。其中订购最多的产品是微机控制电液伺服万能试验机和微机控制电子万能试验机。微机控制电液伺服万能试验机适用于金属棒材、板材、螺纹钢及紧固件等试样的拉伸试验以及水泥胶砂试样、混凝土试样的抗压试验、抗折试验。该产品采用全数字闭环控制系统，能实现三闭环控制要求，满足多种切换方式。微机控制电子万能试验机主要适合各种金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等试验。三思纵横可以满足客户的要求灵活定制不同空间、不同附属装置的电子万能试验机。合诚检测实验室局部图合诚检测实验室局部图微机压剪试验机主要适用于交通行业（公路、铁路、桥梁）橡胶支座、减震器类成品的力学实验，微机控制电液伺服压力试验机适用于金属、水泥制品及混凝土等材料压缩性能试验，而微机控制电液伺服钢绞线试验机则应用于钢绞线、金属棒材、板材、螺纹钢及紧固件等拉伸试验。

在材料力学性能测试领域，电液伺服万能试验机凭借其卓越的性能和广泛的应用范围，成为了科研和生产领域中不可或缺的重要设备。今日深圳三思纵横试验机将跟大家一起来讨论电液伺服万能试验机的工作原理、应用领域以及未来发展趋势等方面的内容。一、电液伺服万能试验机的工作原理电液伺服万能试验机采用电液伺服控制技术，通过高精度传感器和伺服阀等元件，实现对试验过程的精确控制。在工作过程中，试验机通过加载系统对试样施加力或位移，同时传感器实时检测试样的力学响应，并将数据传输至控制系统。控制系统根据预设的试验参数和实时检测数据，通过伺服阀调节液压系统的压力和流量，从而实现对试验过程的精确控制。二、电液伺服万能试验机的应用领域电液伺服万能试验机广泛应用于金属材料、非金属材料、复合材料以及构件的力学性能测试。1、金属材料领域：试验机可用于测定材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能；2、非金属材料领域：可用于测定塑料、橡胶、陶瓷等材料的力学性能；3、复合材料领域：可用于测定复合材料的层间剪切强度、界面性能等；4、构件测试领域：可用于评估构件的承载能力、疲劳寿命等。三、电液伺服万能试验机的未来发展趋势随着科技的不断发展，电液伺服万能试验机也在不断进行技术更新和升级。未来，试验机将朝着以下几个方向发展：1、智能化：随着人工智能和大数据技术的应用，试验机将实现更高级别的智能化控制。通过引入智能算法和机器学习技术，试验机能够自动优化试验过程，提高测试效率和精度；2、多元化：针对不同行业和领域的测试需求，试验机将不断推出更加多元化的功能和测试模式。例如，针对新材料和特殊构件的测试需求，试验机将开发更加专业的测试模块和夹具；3、高精度化：随着制造业对产品质量要求的不断提高，试验机将追求更高的测试精度。通过优化传感器和伺服阀等关键部件的性能，以及引入先进的校准和补偿技术，试验机将能够实现更加精确和可靠的测试结果；4、绿色环保：在环保意识日益增强的今天，试验机也将注重绿色环保。通过优化液压系统和电气系统的设计，降低能耗和噪音排放；同时，采用环保材料和工艺，减少对环境的污染。三思纵横电液伺服万能试验机作为材料力学性能测试的重要设备，其性能和功能的不断提升将有力推动相关领域的发展。未来，随着智能化、多元化、高精度化和绿色环保等趋势的不断发展，三思纵横电液伺服万能试验机将在科研和生产领域发挥更加重要的作用。同时，相关从业人员也应不断学习和掌握新技术，以适应不断变化的测试需求和技术挑战。

电子万能试验机是一种广泛用于材料力学性能测试的关键设备。它能够模拟各种受力情况，用于测试材料的强度、韧性等性能参数。今天跟着深圳三思纵横试验机小编一起来看看电子万能试验机的功能、应用领域以及选购指南，帮助您了解并正确选择适合自己需求的设备。一、电子万能试验机的功能概述电子万能试验机主要功能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种试验模式。其具备高精度的力学性能测试能力，可用于各种材料如金属、塑料、橡胶、复合材料等的测试。二、电子万能试验机的应用领域1、材料研发：电子万能试验机可用于材料的强度、韧性、断裂韧性等性能的测试，为新材料的研发提供可靠数据支持；2、质量控制：在生产过程中，电子万能试验机可以用于对原材料和成品进行质量检测，确保产品符合标准要求；3、教学科研：作为教学实验设备，电子万能试验机帮助学生理解材料力学性能的测试原理和方法，促进科研成果的产出。三、电子万能试验机的选购指南1、测试范围：根据实际需求选择测试范围，包括最大承载能力、拉伸速率、温度范围等；2、精度要求：不同的应用场景对精度有不同要求，需要根据实际情况选择合适的精度等级；3、控制系统：先进的控制系统能够提高试验效率和数据准确性，选择具有可靠控制系统的设备十分重要；4、软件支持：良好的数据分析和报告生成软件能够提高工作效率，确保数据分析的准确性和可靠性。四、结论电子万能试验机作为材料力学性能测试的重要设备，在材料研发、质量控制、教学科研等领域发挥着重要作用，正确选择和使用电子万能试验机对于提高工作效率和保证数据准确性至关重要。以上就是深圳三思纵横科技股份有限公司小编给您们介绍的电子万能试验机：功能、应用及选购指南的内容，希望大家看后有所帮助！深圳三思纵横科技股份有限公司是上市公司信测标准集团旗下一家专业性独立运营公司，是中国领先的材料力学试验与检测解决方案的专业服务厂商，公司集研发、生产、销售和服务四位一体，专业提供材料检测、结构试验和成品试验的一流试验仪器和全面解决方案。

导读随着科技发展的日新月异，汽车、航天、航空等工业对材料性能的要求越来越高，单一材料如金属、陶瓷、高分子材料几乎都难以胜任。若将不同性能特点的单一材料复合起来，取长补短，则能满足现代高新技术的需求。复合材料既能保持组成材料各自的优异特性，又具有组合后的新特性，如比强度和比模量高、抗疲劳和破断安全性良好、高温性能优良等。以汽车工业为例，在车身及主要零部件、汽车结构件、电动汽车高压电池组件等应用中，复合材料可减轻重量实现汽车轻量化，同时减少碳排放。在飞机工业中，以波音777为例，其机体结构中复合材料仅占到约11%，而且主要用于飞机辅件；但到波音787时，复合材料的使用出现了质的飞跃，不仅数量激增，而且开始用于飞机的主要受力件，如今，波音787的复合材料用量已占到结构重量的约50% 。因此对于复合材料的研究，根据不同需求测试评估各种复合材料的力学性能，就显得尤为重要。今天，我们一起来看看岛津试验机在复合材料力学测试方面的夹具与应用。1 ASTM D6641组合载荷压缩测试复合材料不同于以往的均质材料，具有各向异性，在承受载荷的应力主轴方向呈现出拉伸、压缩、弯曲、向内剪切、向外剪切或兼有上述动向的复杂受力情况。为了提高对所设计产品的性能预测精度，需要采集各种数据，因此，在进行复合材料试验时，对于分别测量各断裂现象的试验方法的要求越来越高。例如根据标准ASTM D6641的组合载荷压缩（CLC）试验（如下图）是一种具有剪切和端面载荷组合的试验方法，提供了实现强度评估的同时进行弹性模量的测量。点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/6xI_kByFbXRV7nm8g6MJOw2 ASTM-D6484 开孔压缩强度测试碳纤维增强塑料（CFRP）以其强度高、重量轻等优点，在航空航天领域得到了广泛的应用。碳纤维具有优良的强度特性和高刚度特性，但在开孔时会损失很大的强度。复合材料零部件实际使用中，常需要开孔与别的部件连接。因此，飞机上使用的复合材料，必须对中心切出一个孔的试样的试验进行评估。我们根据ASTM-D6484对碳纤维塑料进行了开孔压缩试验。点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/6xI_kByFbXRV7nm8g6MJOw3 ASTM-D7078 V型切口剪切测试为了减少试制次数，降低新产品开发的成本，计算机辅助工程（CAE）分析被广泛应用。为了提高对所设计产品的性能预测精度，需要采集各种数据，因此，在进行 CFRP 试验时，对于分别测量各断裂现象的试验方法的要求越来越高。评价复合材料的试验方法有多种。其中，作为面内剪切试验方法，以纤维强化复合材料的纤维方向或织物层压材料为目标，在设有缺口的样片上取非对称的 4 个点加载弯曲负荷的Iosipescu法（ASTM D5379），以及在±45&ring 的层压材料上加载拉伸负荷的方法（ISO 14129）最为普及。本次试验使用 V-Notched Rail Shear 法（ASTM D7078），能够稳定进行面内剪切试验。另外，因样片的测量部位较大，可同时适用于无孔样片及短纤维系列 CFRP 层压材料的测量。点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/6xI_kByFbXRV7nm8g6MJOw4 其他复合材料测试夹具展示结语岛津标准试验机，试验载荷从 1 N到600KN不等，可适应各种样品，如橡胶、塑料、复合材料、金属、木材、玻璃陶瓷等材料的板、棒、线、绳等样品。本文介绍了岛津试验机在复合材料测试中主要夹具。另外，岛津夹具设计团队还可以根据特殊需求和标准，设计、定制夹具，以满足复合材料行业客户需求，提高复合材料的研究深度和应用广度，同时助推产业结构优化升级，实现绿色发展。撰稿人：杨汉章本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。如需深入了解更多细节，欢迎联系津博士 sshqll@shimadzu.com.cn

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。　　试验机，广义的说，就是一种产品或材料在投入使用前，对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。具体来说，试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。　　目前，我国拥有一个世界上试验机企业数量最多的企业集群，且这个企业群已拥有一定的技术水平和制造实力，所提供的中低档产品基本可以满足国内市场需求，它生产的个别产品性价比已达到国际领先水平。例如一些企业生产的静态试验机的测量技术、控制技术、计算机应用技术取得了重大突破 一些企业的电子万能试验机、微机控制液压万能试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平，部分产品的性价比优于国外同类产品。面对国内如此大而复杂的试验机市场，各家为了争得市场上的一席之地，纷纷亮出自己的王牌，并不断推出新的产品，来迎合中国这个试验机市场。　　2012年上半年的试验机新品主要有：天津尼科斯测试技术有限公司生产的皮鞋剥离强度试验机、珠海市三思泰捷电气设备有限公司生产的RMT系列电子式蠕变持久强度试验机、上海益环仪器科技有限公司生产的YHS系列塑料材料试验机、钢研纳克检测技术有限公司生产的动态断口图像分析仪NCS DFAI-Ⅲ、上海衡翼精密仪器有限公司生产的拉力试验机HY-0350、济南时代试金试验机有限公司生产的全自动试验机。　　从这些新产品的创新点可以看出未来试验机行业的发展趋势。 天津尼科斯测试技术有限公司皮鞋剥离强度试验机产品型号：HY-746　　上市时间:2012年5月　　天津尼科斯测试技术有限公司是一家专业的生产研发及生产皮革鞋业，橡胶，建筑材料，纺织服装，包装业，家俱业，文具业等轻工行业材料分析、理化检测等仪器设备的技术型企业。公司在2012年上半年相继推出三款产品：铁芯抗疲劳试验机HY-748、中国国标成品鞋抗折试验机HY-762GB和皮鞋剥离强度试验机HY-746。三款仪器全是针对鞋的检测，这突出了天津尼科斯在行业内的专业性和专注性。其中皮鞋剥离强度试验机HY-746响应GB/T39.3.3-2011标准要求，使用力量传感器(力值数字显示方式)取代了老标准使用千分表查表方式得出剥离力的方式，使用检测方法数据的表示更为科学。　　珠海市三思泰捷电气设备有限公司电子式蠕变持久强度试验机产品型号：RMT　　上市时间:2012年2月　　三思泰捷的管理团队由来自新三思、三思纵横、珠海三思的高管及高级工程师团队组成，是三思的继承者与发扬者。在继承和发扬三思优秀品质基础之上，继续创新的同时不断有新产品问世。在2012年2月份推出的RMT系列电子式蠕变持久强度试验机具备几个特点：1加热系统由加热炉和温控器组成，且加热炉有筒和对开式两种；2杠杆的各支点处均采用刀刃刀承结构，保证了整机的高灵敏度 3自动调平的控制采用电开关控制的方式，既提高了控制精度，同时也避免了接近开关容易被撞坏的缺点。　　上海益环仪器科技有限公司塑料材料试验机产品型号：YHS　　上市时间:2012年3月　　上海益环3月份推出的这款产品主要适用于塑料材料的力学性能测试。该系列试验机适用于对塑料制品及各种塑料材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能测试；该系列试验机能自动检测出塑料材料的最大力值、屈服力值、断裂力值及最大伸长量、屈服伸长量；该系列试验机在做塑料材料的剥离试验时，可在曲线图上任取一段，并自动算出塑料材料的最大剥离力值、最小剥离力值和平均剥离力值。 钢研纳克检测技术有限公司动态断口图像分析仪NCS DFAI—Ⅲ 产品型号：NCS DFAI—Ⅲ　　上市时间:2012年1月　　2010年中国钢研着手对北京纳克进行业务整合，紧接着在2011年完成了企业的股份制改造，随后很快在2012年更名为钢研纳克检测技术有限公司，如此快的发展态势也带动了新产品的快速更新。在2012年一月推出的新产品动态断口图像分析仪是国际上新型高科技动态断裂试验断口图像分析系统，能够完成动态撕裂及落锤动态撕裂实验中的断口分析测量，同时也可以进行冲击试样断面纤维率和侧膨胀值的测定以及断裂韧度试样中裂纹长度等项目的测定。　　该设备可完成的测试指标： 1、测量冲击断口侧膨胀值 2、测量冲击断口断面纤维率 3、测量DWTT 断口断面纤维率 4、测量DT 断口断面纤维率 。　　上海衡翼精密仪器有限公司拉力试验机产品型号：HY-0350　　上市时间:2012年2月　　上海衡翼公司的产品圴采用台湾衡翼技术，零配件均来自日本、美国、台湾进口，这些使上海衡翼产品性能达到国外同类型产品的技术水平。在今年的一月份和二月份连续推出了两款产品，一款是卧式拉力试验机HY-0530，另一款是拉力试验机HY-0350。其中拉力试验机HY-0530有如下特点：1增加了标尺及刻度尺，调速范围提高了；2采用的精密行星减速机，精度高，噪音低；3可以做3000N以内整个材料的拉伸、压缩、弯曲、剥离、刺破等试验；4有着强大的数控显示系统，全液晶数控设定试验所需参数，曲线、位移、力值等都能动态地显示在数显器上，再联接到电脑上可以实现全电脑控制并打印标准试验报告；5彻底改变传统材料式试验机机台笨重、操作复杂、性能单之的缺点；6外观采用挤型封板及高级烤漆处理，更显美观大方。　　济南时代试金试验机有限公司全自动试验机产品型号：　　上市时间:2012年2月　　济南时代试金试验机有限公司是全国万能材料试验机销量第一的企业，是唯一荣获试验机国家银质奖的试验机企业。在今年2月份刚刚面世的产品全自动试验机具有以下特点：1可在无人值守的情况下，连续完成批量材料试样的自动装夹、尺寸的自动测量、变形数据的自动记录、试验数据的自动分析等功能；2该仪器由机器人、电子式拉力试验机、横截面尺寸测量平台、全自动引伸计、对夹式平推夹具等构成，可不间断、高精度的完成批量试样的材料力学性能测试。为安全、高效的完成大批量材料力学性能测试提供可靠的解决方案。其中，多关节型机器人主要完成试样的抓取、送样、装夹及废料的回收。该机器人运行过程中最大线速度可到1M/s。试验过程中，若试验速度为5mm/min，从取样到送样，包括试验完成后的废料回收，在机器人的动作下，一个试验周期在3分钟内就可完成，最大程度保证了试验效率。

2010年12月11日，天水红山试验机有限公司在兰州饭店召开了2010年省级科技成果暨新产品鉴定会。甘肃省科技厅、甘肃省工信委、天水市科技局、天水市工信委相关领导共十六人出席了会议。鉴定会现场　　本次会议由甘肃省科技厅组织、天水市科技局主持，邀请中国科学院院士、兰州大学副校长、博士生导师郑晓静担任鉴定委员会主任，甘肃省科学院副院长、研究员刘国汉，甘肃省机械科学院院长、研究员韩少平担任副主任，兰州理工大学流体学院副院长冀宏教授，甘肃省机电产品监督检验站站长、高级工程师张惠泽，天水锻压机床有限公司总工程师、高级工程师蒋文凯，天水星火机床有限公司总设计师、高级工程师许铭生为专家组成鉴定委员会，对天水红山试验机有限公司研制的“复杂荷载动静试验机”、“微机电液伺服控制膨胀管试验机”、“微机控制30000kN卧式多功能拉力试验机”、“1000kN花岗岩裂隙水渗透试验机”四个项目进行了科技成果暨新产品鉴定。　　甘肃省科技厅成果处处长张怡静、甘肃省工信委技术创新处处长李开明代表省科技厅和省工信委讲话，对红山公司在科技创新中取得的高水平成果表示祝贺，对企业近年来在企业科技创新工作中所做的突出成绩给予高度评价，希望也相信红山公司在今后的工作中做出更大成绩，省上将一如既往的给予大力支持。　　鉴定委员会认真听取了课题组所作的项目工作汇报，审阅了 相关材料，经质询讨论后，一致认为提交鉴定的项目执行了现行国家标准和企业标准，达到了预期的设计要求，提交会议的相关材料齐全、完整、统一。四个项目经甘肃省机电产品质量监督检验站现场检测，各项技术性能指标均达到标准要求，安全指标符合有关法规的规定。　　“复杂荷载动静试验机” 产品主要针对海洋输油管道工程中高强度输油管道力学性能检测的需求，模拟海底输油钢管承受复杂荷载下的力学性能测试方法。可对钢管在轴向压力(或拉力)、内压、弯矩等多种载荷联合作用条件下的变形、承载能力和疲劳寿命进行静动态测试。该试验机采用独特的试件直立安装结构，可防止细长试样倾覆，试样钢管固定可靠。该产品设计合理，结构新颖，创新性突出，使用维护方便，各项指标达到预期设计要求，总体技术达到国际领先水平。　　“1000kN花岗岩裂隙水渗透试验机” 产品针对地下裂隙岩石中的渗流特性测试的需求，可进行不同应力条件下的渗透试验，更好地获取花岗岩裂隙渗透测试数据，可对大尺度裂隙岩石的渗透水流进行全方位的温度、压力流量检测和控制。该试验机采用了一个竖向油缸和水平X-X、Y-Y向各两个油缸的五油缸加载系统，既可做三轴试验，也可做水平向剪切试验。总体技术达到国际领先水平。　　“微机电液伺服控制膨胀管试验机”主要针对钢管在单向和多向受力情况下的静动态力学特性。该试验机主要用于高强度钢管在机械拉伸、内压膨胀、复合拉伸膨胀时单向和多向静动态力学特性的测试。具备机械牵引膨胀锥、高压水推动膨胀锥和机械牵引-高压水推动复合的三种膨胀方式，可对φ80mm—φ340mm各种钢管进行试验。也可对钢管膨胀进行径向变化量的实时动态测量，钢管内充压最高可达70MPa，总体技术达到国际先进水平。　　“微机控制30000kN卧式多功能拉力试验机”主要用于钢丝绳、索具、锚链、钢缆、桥索、化纤缆绳、电缆等特长试件的抗拉强度或耐受试验，也适用于对金属结构件、系泊锚泊设备、吊梁及非金属材料的强度拉伸试验。该产品采用大小双油缸轴向叠加串联式加载系统，拼接式承载框架，扩展了试验范围，具有试件拉直功能，降低了成本。最大拉伸静载荷达30000kN，是目前国内最大的卧式拉力试验机。总体技术达到国内领先水平。　　红山公司总经理李小宁代表企业讲话，对各位专家认真严谨、一丝不苟的工作精神表示钦佩，对各位领导在百忙之中莅临会议表示感谢，对省科技厅和省工信委近年来对企业的大力支持表示感谢。他指出，红山公司在省市有关部门的正确领导关怀下，在星火集团公司的大力支持帮助下，认真贯彻落实“和谐立本、创新为先”的企业理念，大力组织实施产学研工程，不断加大科技投入，走出了出一条以企业为主体、市场为导向、品牌为目标的创新发展之路，企业科技创新能力显著增强，研制开发了一批拥有自主知识产权的高新技术产品，取得了一批较高水平的科技创新成果，也得到了国家、省市有关部门资金上的大力支持，为企业发展注入了活力、增添了后劲。我们将以这次鉴定会会为契机，在省市有关部门的正确领导，在星火集团公司的关心支持下，紧紧抓住国家实施“十二五规划”的重大战略机遇，团结带领企业广大科技人员，不遗余力的推进企业技术创新，不断提高自主创新能力，不断创新完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，充分利用公司研发能力强，科技成果数量多、水平高的优势，把企业的产品制造、市场开拓、品牌打造的能力有效整合起来，与科研院所实现强强联合、优势互补，争取在关键技术领域取得重大突破，加速科技成果转化，不断培育新的经济增长点，为地方经济和社会发展作出更大的贡献，再创新的辉煌。

在现代化工业生产和科研领域，测试与实验设备的重要性不言而喻。其中，电子万能试验机以其卓越的性能和广泛的应用领域，成为了众多行业不可或缺的关键设备。今天深圳三思纵横试验机小编将探讨电子万能试验机的功能与特点、应用领域及未来发展趋势等方面的内容，大家一起来了解下吧！一、电子万能试验机的功能与特点电子万能试验机是一种集力学性能测试、材料分析于一体的综合性试验设备。其基本功能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种力学性能测试，能够满足各种材料在不同环境下的性能评估需求。电子万能试验机具有高精度、高稳定性、高可靠性等特点，能够确保测试结果的准确性和可靠性。此外，电子万能试验机还具有智能化、自动化的特点。通过先进的控制系统和数据处理软件，能够实现测试过程的自动化控制和数据实时分析，大大提高了测试效率和准确性。同时，用户还可以通过软件对测试参数进行灵活设置，满足不同测试需求。二、电子万能试验机的应用领域电子万能试验机广泛应用于材料科学、机械工程、航空航天、汽车制造、电子电器等多个领域。1、材料科学领域：电子万能试验机可用于研究材料的力学性能、断裂行为等，为材料设计和优化提供重要依据；2、机械工程领域：电子万能试验机可用于评估机械零部件的强度和耐久性，确保产品的质量和安全性；3、航空航天领域：电子万能试验机可用于测试飞机零部件的力学性能和疲劳寿命，为航空器的设计和制造提供有力支持。此外，随着新能源汽车和智能电子产品的快速发展，电子万能试验机在汽车制造和电子电器领域的应用也日益广泛。通过对汽车零部件和电子元件的力学性能测试，可以确保产品的性能稳定性和可靠性，提高市场竞争力。三、电子万能试验机的未来发展趋势随着科技的不断进步和市场需求的变化，电子万能试验机也在不断发展和完善。未来，电子万能试验机将朝着更高精度、更高效率、更多功能的方向发展。同时，随着人工智能和大数据技术的应用，电子万能试验机将实现更高级别的智能化和自动化，为用户提供更加便捷、高效的服务。此外，随着绿色环保理念的深入人心，电子万能试验机在设计和制造过程中也将更加注重环保和节能。通过采用环保材料和节能技术，降低设备在运行过程中的能耗和排放，实现可持续发展。总之，三思纵横电子万能试验机作为一种重要的测试与实验设备，在各个领域发挥着不可替代的作用。随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，三思纵横电子万能试验机将继续保持其领先地位，为科研和工业生产提供更加精准、高效的服务。

SHK-A101智能拉力机 SHK-A101电子式万能材料试验机采用触屏闭环控制系统，试验过程实时采集、处理分析、执行数据命令，有效保证准确的加载速度和测力范围，对载荷位移的测量和控制有较高的精度和灵敏度。安装公司最新研发高性能控制主板可实现材料定负荷试验定位移形变试验，定时间周期往复的自动控制试验。 功能适用于各种材料、半成品、成品等进行拉伸、剥离（90°和180°）、撕裂、穿刺、压缩、三点弯曲、四点弯曲，剪切、等物理力学性能的测试。适用行业专业适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、胶粘剂、胶粘带、不干胶、医用贴剂、离型纸、保护膜、组合盖、金属箔、隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的拉伸、剥离、变形、撕裂、热封、粘合、穿刺力、开启力、低速解卷力、拔开力等性能测试。恒克此批次量产的拉力机产品市场优势：规避掉目前拉力机在市场上存在的问题：1：全部为原装美国世铨传感器。精度高，重复性好，不会产生零点漂移，经久耐用。2：五柱式结构，四根导柱，稳固性好。（目前市场上都为2根导柱）3：速度达到0-1000mm/min，可选，标准机械配0.0020500mm/min4：闭环电机，控制精度高,高精度制动5：对称轴结构皮带，受力同轴性好6：10寸触屏控制系统7: 专业测试夹具根据试样匹配

近日，Labthink销售工程师收到了一份特殊的定制需求。这是一位山东面食制品企业的负责人，使用Labthink XLW（EC）智能电子拉力试验机已经两年了。这次，他提出了一个特殊的夹具定制需求——面团粘性测试装置。　　面团粘性测试，属于食品质构检测领域，对于专注于包装检测近30年的我们来说，既新鲜又充满挑战。喜欢较劲的Labthink定制研发工程师们盯上了这块“硬骨头”，在对国内外知名质构仪的测试原理、结构设计以及各种配套测试装置进行了详尽研究之后，终于给用户交了一份完美的答卷。这也意味着，Labthink智能电子拉力试验机又开启了一项新技能——食品质构测试！　　是的，你没看错，像薯片的脆性、巧克力的硬度、香肠嫩度、黄油的硬度、奶酪的涂抹性、谷物条和小薄饼的破碎度、面包的硬度、生面团的粘性/拉伸性、面条的硬度、断裂强度和拉伸强度都可以通过Labthink强大且开放的定制服务，利用XLW（EC）智能电子拉力试验机来实现。　　XLW（EC）智能电子拉力试验机，是一台提供拉伸、撕裂、剪切、剥离、压缩测试功能的多用途力学性能测试仪器。除了测试传统塑料薄膜等材料的力学强度，通过定制的特殊夹具，也能实现食品自身的拉伸力、粘着力，穿刺力、断裂伸长率等性能测定。　　仪器有500N和50N两种规格的力值传感器可选，优于0.5级的测试精度能出具更加精确的试验结果。试验夹具的进程和返程速度划分为五档，从50mm/min到500mm/min，为用户开展不同试验条件的测试提供了便利。　　已经购买Labthink XLW系列其他型号智能电子拉力机的用户，也可以联系我们提出食品质构试验的定制要求。在仪器满足拓展功能的前提下，Labthink将竭力实现用户的需求。　　Labthink兰光，致力于通过包装检测技术提升和尖端检测仪器研发帮助客户应对包装难题，助力包装相关产业的品质安全。

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。　　试验机是测试、评定和研究材料、零部件、整机(整车)和各类工程项目的物理性能、机械(力学)性能、工艺性能、安全性能、舒适性能的试验仪器和设备，广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、航空航天、造船、交通运输等领域。　　据了解，2012年中国试验机的市场容量大约60亿元，规模以上企业约20家左右，而产值在百万元以下的企业大约有200家。2012年下半年据笔者了解公开发布试验机新品的厂商有六家，其中四家产品为传统材料试验机，推出新产品的厂商主要有MTS系统(中国)有限公司、长春机械科学研究院有限公司、上海倾技仪器仪表科技有限公司、上海衡翼精密仪器有限公司。MTS继2010年推出Criterion系列万能试验机之后，时隔两年推出了Exceed系列万能试验机，将中国试验机品牌的成本优势和MTS试验机品牌的技术优势很好地结合起来 长春机械院推出的150吨电子式试验机，将载荷和吨位提高到新的水平，目前属国内最大吨位 上海倾技采用精度更高的传感器，提高了测量结果的准确性。　　此外，深圳三思纵横科技股份有限公司在非标试验机领域又迈出了一步，研发的三轴五面液压试验系统为国内岩石与地质结构研究提供更为可靠的测试手段 而苏州东菱振动试验仪器有限公司继续完善自己的电动振动台技术，自主研制世界首台单体50吨推力超大型电动振动试验系统，填补国产50吨电动振动台的空白。　　试验机产品种类繁多，但是其核心技术主要体现在测量元件上，因此谁采用了新的测量元件，谁的产品就提升了档次，谁就能向市场率先推出试验机新产品 同样，谁采用了新的控制元件，提升了控制水平，如拉伸速度、应力速率、应变速率、试验频率、试验模式等，谁就掌握了市场先机 此外，试验机的测量控制软件也是高性能试验机不可或缺的技术关键，也是区分试验机档次的主要考核标准。　　为了让读者对试验机制造企业和试验机技术有所了解，我们拟对2012年下半年部分新产品介绍如下，以飨读者。　　材料试验机MTS系统(中国)公司Exceed系列万能试验机(左图为E45电子万能试验机，右图为E64液压万能试验机)　　2012年10月，笔者参加了MTS在北京的新品发布会。MTS本次发布的Exceed系列万能试验机产品属于中低端产品，主要应用在QC和QA领域。该试验机的突出特点是其同轴度可以满足脆性、航空材料的标准 控制器有两个模拟输出通道，用户可以将传感器采集到的电信号输入到所需要的系统里，不做任何线性修正，保证信号的真实性 试验机的带宽是可调的，用户可以从0.1到1000HZ根据不同的材料选择不一样的带宽 此外，MTS 耗时5年和微软公司合作研发了一款新的软件TestSuite TW，该软件也应用到了新产品Exceed系列万能试验机中。长春机械科学研究院有限公司150吨电子式压力试验机　　2012年10月28日，长春机械科学研究院有限公司集合公司最先进的测试软件和控制器技术的全新电子式大吨位系列试验机新产品在长春亮相。以往，由于技术原因电子式试验机能够达到的最大试验力都比较小，一般在300-500kN，不能满足更大加载试验力的需求。　　现在，长春机械科学研究院成功研制出国内第一台1500kN电子式试验机。该试验机传动、减速均采用齿形带配丝杆副结构，效率更高，更平稳，噪音小 配置长春机械院最新研制的CLY20型电子万能试验机专用高精度负荷传感器，传感器刚度大、独有的非线性数据校正技术，确保长时工作稳定可靠性 系统采用三闭环控制，无冲击平滑转换，技术运用更成熟。该系列试验机创造了国内电子式试验设备的最大试验力记录，打破了国外企业在大吨位电子式试验设备方面的垄断局面。上海倾技仪器仪表科技有限公司QJ211S四点静压试验机　　上海倾技仪器仪表科技有限公司在今年11月推出了QJ211S四点静压试验机。该试验机适用于各种手机玻璃、电脑显示屏、电视屏、钢化玻璃、眼镜玻璃、有机玻璃、特种玻璃等材料的四点静压试验，配上倾技的不同夹具还可以完成材料的三点弯曲、拉伸、剪切、压缩、刺破等多种力学试验。较之前的四点弯曲试验机，该款试验机采用高精密荷重元测量及伺服电机驱动，可以得到精准的弯曲强度结果，可快速、自由调节跨距，还增加了对试验数据进行曲线编辑、叠加、分离、缩放等多项功能。上海衡翼精密仪器有限公司HY-0230打包带拉力机　　上海衡翼公司在今年的一月份和二月份连续推出了两款产品，一款是卧式拉力试验机HY-0530，另一款是拉力试验机HY-0350。紧接着在10月又推出了HY-0230打包带拉力机。该款仪器是为客户专门定制的，可以做2500N以内整个材料中拉伸、压缩、弯曲、剥离、刺破等试验 可以全液晶数控设定所需参数，曲线、位移、力值能动态显示在数显器上 彻底改变传统材料试验机机台笨重、操作复杂、性能单一的缺点 此外，此款机器精度高，使用年限达70年之久。　　结构试验机深圳三思纵横科技股份有限公司三轴五面液压试验系统　　深圳三思纵横科技股份有限公司与徐州矿大合作开发的280项目---三轴五面液压试验系统，于2012年12月26日正式通过双方验收。　　此三轴五面液压试验系统具有三轴五面结构，可三轴同步匀速加载，五面同步加载采取联动控制。主油缸最大载荷为20000kN，侧油缸最大载荷8000kN 拥有五个载荷传感器和五个位移传感器 软件可进行相应的曲线采集和分析，生成报告预留了试样开挖空间 可扩展变形测量装置等具有冷却装置，可以超长时间做保载试验。　　振动台苏州东菱振动试验仪器有限公司50吨振动台　　近年来随着我国登月工程、大飞机工程和高铁工程等国家重点工程的飞速发展，其所需要的振动试验系统的最大推力也在不断加大，现有的35吨电动振动试验系统的推力已不能满足试验需求。2011年，东菱自筹经费、自主研制世界首台单体50吨推力超大型电动振动试验系统，并于今年的9月正式亮相。　　50吨电动振动试验系统振动台部分主要由垂直振动台和水平滑台两大部分组成，4.5m×4.0m×0.08m的水平滑台为世界目前之最 水平滑台台面使用了90个高精度T型导轨，使水平台面在运动中，不仅有了精确的运动轨迹，而且保证了其有足够的抗倾覆力矩的能力，另外T导轨油膜的设计，更使水平台面的承载能力大大提高，以至于可以达到270吨左右 垂直振动台的超大扩展台面，使50吨台体在做垂直振动试验时，承载和抗倾覆力矩的能力大大提高，且使一些大型的试件有一个可靠的载体，对于试验的可靠性更有保证。　　延伸阅读：2012年上半年仪器新品盘点：试验机

MZ-4000D2电子拉力试验机(铝合金护罩) 特点及用途： MZ-4000D2电子拉力试验机适用于金属、非金属、复合材料及制品的拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等物理性能试验。运用Windows7操作系统平台，图形图象化的软件界面、灵活的数据处理方式、安全的限位保护等功能。还具有算法自动生成、试验报告自动编辑功能；大大方便了调试和系统再开发能力，可计算力、屈服力、非比例屈服力、平均剥离力、弹性模量等参数；其结构新颖，性能稳定。操作简单、灵活，维护方便；集高度自动化、智能化于一体。可用于科研部门、大中专院校和工矿企业对各种材料进行力学性能分析和生产质量检验。技术参数： 1.量程范围：5kN 力值精度：2.力值精度：示值的±0.5% 以内 力值分辨率： 1/2500003.有效拉伸行程（不含夹具）：900mm4.有效试验宽度：385mm5.变形精度：示值的±0.5%以内 6.位移精度：±0.5% 7.试验速度：0.01mm/min-900mm/min（滚珠丝杠+伺服系统）8.返回速度：1000mm/min（滚珠丝杠+伺服系统）9.打印功能: 可打印测试后的力值、抗拉强度、 断裂伸长率以及相应曲线等。 10.电 源: AC220V±5% 50Hz 11.主机尺寸: 650mm×580mm×1450mm 12.主机重量: 110kg 控制软件主要功能介绍： 1.测试曲线：力值-变形、力值-时间、应力-应变、应力-时间、变形-时间、应变-时间； 2.单位切换：N、kN、lbf、Kgf、g； 3.操作语言：中文简体，中文繁体，英文随意切换； 4.接口方式：USB；5.多传感器支持功能； 6.系统提供参数公式自定义功能，用户可以根据要求定义参数计算公式，并根据需要编辑报表；7.试验数据采用数据库管理方式，自动保存所有试验数据和曲线； 8.可将试验数据导成WORD、EXCEL、PDF格式； 9.同一组试验的多次试验数据及曲线可打印在一份报告中； 10.可将历史数据添加在一起进行对比分析； 11.可自动校正：标定过程中，在菜单中输入标准值，系统可自动实现示值的准确值标定。 配置：1. 日本松下伺服电机；2. 高精度减速机1台；3. 台湾滚珠丝杆；4. 全自动测力系统及光电编码器1套；5. 美国传感器1只；6. 铝合金护罩；7. 联想品牌电脑及彩色喷墨打印机1套(不含电脑柜)；8. 标准拉伸夹具1付；9. 拉力机测控系统试验软件一套（含拉伸、压缩、剪切、弯曲、撕裂、剥离软 件）； 10. 工作台、顶板及移动横梁等关键件的中心距均由日本小巨人LGMazak加工中心加工；11. 旋转件均由日本小巨人LGMazak车削中心加工。 创新点：试验速度：从0.01-500mm/min 变成0.01-900mm/min外观：从白铁件护罩变成铝合金护罩电子拉力试验机(铝合金护罩)

10月26日，中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技（上海）有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》（T/CSAE 233-2021）。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上，对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的规定，以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前，汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数，为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库，提高碰撞安全分析的准确性，需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准，各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明，测试结果也存在在较大差异，由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验，在本标准中给出了具体阐述，尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中，如果测试力的同时还需要测试应变，设备需要连接额外的数据线，试验前需检查所有的连线是否牢固连接，尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸，然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试，分别用单台和两台相机试验，发现当使用单台相机时，大截面尺寸（5毫米直径棒材）会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效，因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时，应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝（左） 铸铁（右）图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝（左） 铸铁（右）图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究，图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时，所取得的应变有效数据大于力值的采样数据，而且一般会大于400。当应变速率100s-1时，应变的有效数据会急剧下降，应调整应变的采集频率和拍摄参数，最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认，各测试单位做了详细讨论，考虑到高应变率速度的影响因素复杂，因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时，实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内，当最大力对应的应变率小于5%时，记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容，较短的测试长度有助于获得高的应变速率，但测量长度不能过小，否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准，制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式，尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4，并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明：（1）尺寸公差为0.05mm，平行段工作部分粗糙度0.32，同轴度为0.01毫米。（2）推荐区域直径为5mm，=10mm，=15mm，R=16mm，=5mm，=35mm，D=12mm，或者区域直径为3mm，=10mm，=15mm，R=12mm，=5mm，=35mm，D=6mm。综上所述，该标准围绕车用金属材料的使用工况，对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验，给出了从夹具，散斑制作，相机标定，系统试验前验证，试样尺寸与装夹，力的测试，数据采集及处理等方面系统的说明，试验准确性高，试验失效率低，同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件，具有普遍适用性，可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一，互不交叉，提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法，对现有标准起到补充作用。

液压万能试验机，以高压液压源为动力源，采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制的试验机设备，它广泛适用于金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切试验，也可用于水泥、混凝土等非金属材料的抗压和抗折试验。想高效率买到合用的液压万能试验机?这是需要做一番功课的。　　液压式万能试验机适用于金属资料在静力作用下停止拉伸、紧缩、或弯曲等试验,亦可用于混凝土和砖石等构筑资料的试验,并备有弯曲附件,兼作金属材料工艺试验。现在常见的液压万能试验机分手动液压万能试验机、数显式液压万能试验机和电液伺服万能试验机。　　手动液压万能试验机 使用简易高压的油源作为动力源，运用手动调停阀作为控制元件，通过人工手动完成试验力加载，属于开环节制系统。受油源流量及主机机构的限制，它的油缸活塞行程相对较小，一般为300mm左右，试验速度也比较小 受价格因素的影响，多采用液压压力传感器。　　优点：操作简便，成本低廉，实验数据显示直观　　缺点：加载速度慢，试验效率低，实验结果不精确，试验力小　　数显式液压万能试验机：采用精密高压油源作为动力源，使用伺服阀或比例阀作为控制元件进行闭环自动控制，因而控制性能较高，一般可实现载荷、应变、位移三种控制模式。由四立柱双丝杠油缸下置式主机及琴式油源控制柜组成，油泵采用进口低噪音高性能齿轮泵。试验空间的调整通过中横梁移动来实现，中横梁升降采用链条传动。一般采用电子压力传感器测试实验数据，　　优点：操作简单，成本较低，实验数据显示较精确，直观、清晰　　缺点：实验数据显示单一，无法综合显示试验情况，　　电液伺服液压万能试验机 紧张使用了精密的高压的油源作为动力源，它运用的是伺服阀或比例阀作为节制元件，使用闭环主动控制，以是它的控制功用较高，一般可完成载荷、位移、应变三种节制方式。电液伺服试验机的吨位大，承载力强，加载稳定性好。专用软件有多种控制方式，因而具有运用灵活，功用较高的特征。　　优点：自动化程度高，通过电脑设置后，全程自动控制，精确性好，实验数据全程自动统计分析，实时显示，可任意放大显示，并可输出打印实验报告 不同控制模式可以平滑转换　　缺点：成本相对高，只有试验力30吨以上电液伺服液压万能试验机的性价比才比较突出。　　综上所述，三种液压万能试验机都有自己突出的优势和适用的范围，如果你需要购买一台液压万能试验机，请参考自己实际情况再进行选择。

4月23日-26日，为期4天如火如荼的“CHINAPLAS国际橡塑展”圆满闭幕，塑料圈的朋友们相聚上海国家会展中心（虹桥），共话行业发展。此次展会观众人数再创新高，盛况空前。5.2馆D28展位三思纵横材料力学试验机以其卓越的产品质量和创新技术吸引了众多中外来宾的关注，展位现场人气爆棚！三思纵横试验机产品闪耀聚焦，咨询量创新高，中外来宾纷纷前来咨询和体验试验机产品，三思纵横的工程师们热情地接待了每一位前来咨询的客户，耐心解答各种技术问题。现场操作演示，详细介绍了每款设备的技术特点和应用场景，让现场观众深入了解 三思纵横试验机的专业水平和技术创新能力。展台现场，许多客户对三思纵横的试验机产品表示出浓厚的兴趣，并现场进行了深度交流，希望建立长期合作关系。展会期间，三思纵横展台亮相的几款电子万能试验机、电子式动态疲劳试验机、热变形维卡软化点试验机以及视频引伸计等设备以其精准的测试结果和优秀的性能赢得了广泛好评。这些产品采用了先进的技术和工艺，能够满足各种橡胶、塑料、复合材料等的测试需求，受到了广大咨询客户连连点赞。热点产品三思纵横微机控制全自动系列试验机，这是新型智能化高精度的材料力学测试设备，具备全自动引伸计和视频引伸计，可实现试样的自动测量和拉伸过程的自动控制，大大减少了人工操作，提高了试验效率。适用于各种金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等试验。可满足GB/T、ASTM、DIN、JIS等相关标准，适用于不同行业的材料测试需求。采用高精度轮辐式传感器与活塞刚性联接，试验力值更准确，试样断裂时对地面冲击力小，保证了试验结果的准确性。具有全程智能自动化、精准的控制系统、多种试验模式、广泛的适用范围、高效的数据处理、安全可靠、友好的操作界面和良好的稳定性等优点。三思纵横电子万能试验机可以用来测试塑料、橡胶和复合材料的各种力学性能，如拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度、撕裂强度等。这些数据对于材料的研发、生产和质量控制至关重要。不仅帮助企业提高产品质量，还是新材料研发和生产过程不可或缺的工具。三思纵横动态疲劳试验机是一种模拟材料在实际使用中反复载荷作用下的性能变化的试验设备。能够连续不断地对试样施加周期性的载荷，模拟实际工程中的循环载荷效应。可根据试验需求选择不同的控制方式，能够提供广泛的载荷和频率范围，以适应不同材料和产品的测试需求。具备高刚性和高稳定性的结构设计，以确保试验过程中载荷的准确性和重复性。备有自动化和智能化系统，能够实现试验过程的自动控制、数据采集和处理，以及远程操作等。能够提供精确的试验数据，并通过软件进行数据分析，帮助用户评估材料的疲劳寿命和性能，可应用于金属、合金、陶瓷、塑料、橡胶、复合材料等多种材料的疲劳性能测试。三思纵横热变形维卡软化点试验机用于测定热塑性塑料及热塑性管材管件的热变形及维卡软化点温度。集高精度、自动化、多标准兼容、安全环保、用户友好操作界面、灵活的升温速率设定、试验结果可追溯性和报告生成以及优异的结构设计于一体，是非金属材料领域研发、生产和质量控制的重要工具，显著提升产品和市场的竞争力。三思纵横在材料力学试验机行业深耕多年，追求卓越品质，打造力学试验机行业标杆，始终致力于为用户提供精准可靠、操作简便的测试设备和完善的技术支持，为推动橡塑、复合材料等行业的发展，我们一直在努力。

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读.期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献.借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！原文链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20230《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304流变技术在高分子表征中的应用：如何正确地进行剪切流变测试刘双1,2,曹晓1,2,张嘉琪1,2,韩迎春1,2,赵欣悦1,2,陈全1,21.中国科学院机构长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室　长春1300222.中国科学技术大学应用化学与工程学院　合肥230026作者简介:陈全，男，1981年生.中国科学院长春应用化学研究所研究员.本科和硕士毕业于上海交通大学，2011年在日本京都大学取得工学博士学位，之后赴美国宾州州立大学继续博士后深造.于2015年回国成立独立课题组，同年当选中国流变学学会专业委员会委员；于2016年获美国TA公司授予的DistinguishedYoungRheologistAward(2~3人/年)，同年入选2016年中组部QR计划青年项目；于2017年获基金委优青项目资助；于2019年入选中国化学会高分子学科委员会委员，同年获得日本流变学会奖励赏(1~2人/年)，目前担任《NihonReorojiGakkaishi》(日本流变学会志)和《高分子学报》编委 通讯作者:陈全,E-mail:qchen@ciac.ac.cn摘要:流变学是高分子加工和应用的重要基础，流变学表征对于深入理解高分子流动行为非常重要，获取的流变参数可用于指导高分子加工.本文首先总结了剪切流变测试中的基本假设：(1)设置的应变施加在样品上，(2)应力来源于样品自身的响应和(3)施加的流场为纯粹的剪切流场；之后具体阐述了这些假设失效的情形和所导致的常见的实验错误；最后，通过结合一些实验实例具体说明如何培养良好的测试习惯和获得可靠的测试结果.关键词:流变学/剪切流场/剪切流变测试目录1.流场分类2.剪切旋转流变仪概述2.1测试原理2.2测试模式3.旋转流变仪测试中的常见问题3.1测试过程的基本假设和常见问题概述3.1.1输入(输出)应变为施加在样品上的应变3.1.2流场为简单的剪切流场3.1.3输入(输出)应力为样品的黏弹响应3.2测试中常见问题I：仪器和夹具柔量3.3测试中常见问题II：仪器和夹具惯量的影响3.4测试中常见问题III：样品自身惯量的影响3.5测试中常见问题IV：二次流的影响3.5.1同轴圆筒夹具二次流边界条件3.5.2锥板和平板夹具二次流边界条件3.6测试中常见问题V：样品表面张力3.6.1样品的各向对称性3.6.2样品本身表面张力大小3.6.3大分子聚集3.7测试中常见问题VI:测试习惯3.7.1样品的制备：干燥和挥发问题3.7.2确定样品的热稳定性3.7.3样品体系是否达到平衡态3.7.4夹具热膨胀对测试的影响3.7.5夹具不平行和不同轴对测试的影响4.结论与展望参考文献流变学是研究材料形变和流动(连续形变)的科学，其重要性已在学术界和工业界得到了广泛的认可.流变仪是研究材料流变性能的仪器，利用流变仪进行流变测试已成为食品、化妆品、涂料、高分子材料等行业的重要表征和研究手段[1~8].本文从流变测试的角度，详细介绍了流场的分类和旋转流变仪测试的基本原理和测试技巧，重点阐述了剪切流变学测试中的基本假设和这些假设在特定的条件下失效的情况.最后，通过结合具体的实验测试实例，详细地阐述了如何避免流变测试中的错误和不良测试习惯.笔者希望本文能够对流变学测试人员有一定的帮助和启发，找到获得更可靠和准确的实验测试结果的有效途径.1.流场分类高分子加工过程中的流场往往非常复杂，例如：在共混与挤出的工艺里，占主导的流场是剪切流场；在吹塑和纺丝等工艺里，占主导的流场是拉伸流场.更多加工过程中，用到的流场是剪切与拉伸等流场的复合流场[9~12].在流变学测试中，为了得到更明确的测试结果，往往选择比较单一和纯粹的流场，如剪切或者单轴拉伸流场(此后简称“拉伸流场”).流变仪的设计往往需要实现特定的流场，并表征材料在该特定流场下的响应.虽然剪切流场和拉伸流场在高分子加工中同等重要，高分子流变学的测试研究却呈现了一边倒的局面：目前大量常用的商用流变仪，如应力和应变控制型的旋转流变仪、转矩流变仪、毛细管流变仪的设计基础都是针对剪切流场的(利用这些仪器仅可进行比较粗略的拉伸流变测试，例如在旋转流变仪的基础上添加如SentmanatExtensionalRheometer在内的附件测量拉伸黏度[13]或者利用毛细管流变仪的入口效应来估算拉伸黏度.)，而针对拉伸流场的拉伸流变仪则比较稀缺.剪切和拉伸流场自身的区别是造成以上局面的主要原因.图1中分别展示了剪切和拉伸2种形变[14].施加剪切形变时(图1上)，力位于样品顶部，力的方向与上表面平行，该应力会造成样品的剪切形变，而连续的剪切形变则称为剪切流动.剪切流动的特点是，底部速度为0(不考虑滑移)，顶部速度最大，速度梯度的方向与速度的方向垂直.而施加拉伸形变时(图1下)，力位于样品右侧，力的方向与右侧面垂直，该应力会造成样品拉伸形变.同样，连续的拉伸形变称为拉伸流动.拉伸流动的特点是，样品左侧固定，速度为0，右侧拉伸速度最大，因此速度梯度的方向与速度方向平行.施加剪切流场时，剪切速率等于上表面的绝对速率除以两板间的距离.在旋转流变仪中，使用匀速转动的锥板或者同轴圆筒即可实现单一的剪切流场.然而，拉伸速率的大小等于右侧表面绝对速率除以样品的长度.在拉伸过程中，样品越拉越长，因此右侧面的速度需要越来越大，方可实现稳定的拉伸流场.假设t时刻样品的长度为L，则此时的拉伸速率等于[15]：图1Figure1.Illustrationoftworepresentativemodesofdeformation:thesimpleshearforwhichthedirectionofvelocitygradientisperpendiculartothatofvelocity,andtheuniaxialelongationforwhichthedirectionofvelocitygradientisparalleltothatofvelocity.(ReprintedwithpermissionfromRef.[14] Copyright(2012)Elsevier)将式(1)进行积分可以得到L(t)=L0exp(ε˙t)，表明样品的长度正比于时间的幂律函数.为了实现稳定的拉伸流场，实验中右侧面速度随时间呈指数增长，因此拉伸流场相较剪切流场更难以实现，这就是造成拉伸流变仪器较为稀缺的主要原因.有人要问，为什么需要测试2种典型流场，我们能从剪切实验的结果来推导其拉伸的行为吗？对于线性流变的行为，答案是肯定的.即当体系位于平衡态附近，施加微弱的扰动时，拉伸黏度ηE,0与剪切黏度η0存在着简单的正比关系ηE,0=3η0=3∫0tG(t′)dt′，其中G(t)为线性剪切模量相对于时间的函数[16,17].该正比关系由Trouton在牛顿流体中发现，被称作Trouton比[18].然而，对于流场较强的非线性的流变测试，无法从剪切流变行为直接推导拉伸流变行为，或反之，从拉伸流变行为推导剪切流变行为，主要原因是，剪切与拉伸测试不同流场下的应力张量的不同分量：如在图1中可见，剪切测试中主要测量上板作用力Fs，其除以上板面积可得到剪切条件下应力张量σ的xy分量，而拉伸测试中主要测量右侧力FE，其除以右侧面面积主要得到拉伸条件下应力张量的xx分量.2.剪切旋转流变仪概述本文重点介绍剪切流变测试中的仪器原理和测试技巧(笔者计划在后续文章介绍拉伸测试的原理和技巧).目前商业的用于剪切测试的流变仪为旋转流变仪和毛细管流变仪.本小节主要围绕旋转流变仪展开介绍.旋转流变仪主要分为应力控制型和应变控制型2种.应力控制型旋转流变仪一般使用组合式马达传感器(combinedmotortransducer，CMT)，即驱动马达和应力传感器集成在一端，也被简称为“单头”设计；应变控制型的流变仪一般使用分离的马达和传感器(separatemotortransducer，SMT)，即驱动马达和应力传感器分别集成在上下两端，简称为“双头”设计，这2种设计的主要区别在于：“单头”设计更为简单，仪器容易保养和维护，但是夹具和仪器的惯量、马达内部的摩擦力容易对应力的测试结果造成影响，需要对仪器定期进行校正；“双头”的设计更为复杂，仪器操作步骤较多，需要更专业的仪器培训和仪器维护来防止操作不当带来的仪器损害，但是由于其马达和应力传感器分离的优势，可以更准确地进行应变和应变速率控制模式的测量，“双头”的流变仪的测试范围更宽，可以在更高的频率和更低的扭矩下得到准确的测试结果.下面我们将从旋转流变仪的测试原理(2.1节)和测试模式(2.2节)两个方面分别对于剪切流变测试进行简单的概述，这部分内容对于“单头”或者“双头”流变仪同样适用.之后，我们会结合具体例子详细地介绍流变仪测试中需要注意的问题，部分内容会涉及“单头”和“双头”流变仪的区别.对于流变测试比较熟悉的读者可以跳过2.1和2.2小节，直接阅读第3节.2.1测试原理对于旋转流变仪，无论是应力控制还是应变控制模式，应变γ和应变速率γ˙均分别通过电机马达旋转的角位移θθ和角速率Ω转换得到，而应力均通过扭矩T(T=R×F，其中F为力，R为力臂)转化得到，上式中Kγ和Kσ分别为应变因子和应力因子，由测试夹具的类型、大小、间距等夹具的几何因子决定，而流变学测得的所有流变学参量，如剪切模量，黏度等都是应力应变的函数.因此,可以从原始测量的角位移θθ、角速率ΩΩ、扭矩T和应变因子Kγ、应力因子Kσ计算得到：剪切流变测试中通常用到的夹具为平行板、锥板和同轴圆筒3种，其基本结构、流场特征，应变和应力因子(Kγ和Kσ)总结在图2中.图2Figure2.GeometryandparametersKγandKσofparallel-plate,cone-and-plateandCouettefixtures平行板、锥板和同轴圆筒三者基本结构的特点也决定了其使用场合不同，具体总结如下：(1)平行板夹具具有剪切流场分布不均一的特点，施加应变时，其圆心处剪切应变为0，最外侧剪切应变最大，应变沿半径方向线性增加；平行板夹具的优点是制样和上样都很方便，但由于其内部流场不均一的特点，平行板夹具一般只用于线性流变测试.但是，对于一些特殊的实验需求，选择平板进行剪切实验具有一定的优越性.例如，可以利用平板间剪切速率随半径线性增加的特性，研究不同剪切速率下的流动诱导结晶行为[19,20].(2)锥板夹具相对于平行板夹具具有内部剪切流场均一的特性，但其制样和上样相对于平行板要复杂，特别是难以流动的样品上样比较困难，因此一般仅在非线性流变测试时选择.此外，需要注意的是,为了避免测试时锥板和其对面板直接接触，通常在锥面顶点处截去一小段锥尖，使用锥板测试时，设定的夹具间距即被截去的锥尖高度.(3)同轴圆筒夹具相对于平行板和锥板通常需要使用更多的样品，但是由于其具有较平行板和锥板更大的夹具/样品接触面积和测试力臂(介于样品内径R1和外径R2之间)，使用其测试可得到更高的扭矩，因此，其可用于测试更低黏度的样品.2.2测试模式仪器测试的基本原理通常是对样品施加一个扰动或者刺激并记录其响应.在旋转流变仪的测试中，通常对样品施加应变并记录应力响应，或反之，施加应力并记录应变的响应.根据施加应变或应力随着时间的变化情况，流变测试通常可以分为稳态、瞬态、动态3种测试模式(如图3)，总结如下：图3Figure3.ThedifferentresponsesofNewtonianfluid,Hookeansolid,andviscoelasticmaterialstotheimposedsteadyflow(stressgrowth,transientorsteadymodethatdependsonthefocus),stepstrain(stressrelaxation,transientmode),stepstress(creepandrecovery,transientmode)andsmallamplitudeoscillatoryshear(SAOS,dynamicmode).(1)稳态测试模式通常测试样品在外加流场达到稳定状态下的响应.通常，达到稳定的状态需要一定的时间，如果测试关注的是体系达到稳态过程，其测试模式一般称作瞬态模式，而如果测试关注的是体系达到稳态之后的过程，则测试模式为稳态模式.通常仪器的软件内置了一些检验样品是否达到稳态的标准，如剪切速率扫描测试的过程中，仪器会记录应力的变化，当其测试应力在一定的时间内稳定后，仪器才会记录此时的应力.剪切条件下，牛顿流体通常可以瞬间达到稳态流动，黏弹体通常需要一定的时间达到稳态流动，而胡克固体通常应力随应变增加，在结构不破坏的前提下无法达到稳态流动.(2)瞬态测试模式通常指从一个状态瞬间变化到另一个状态的过程，如施加阶跃应变(应变控制模式)、阶跃应力(应力控制模式)或者阶跃剪切速率等.其中最典型的测试就是，施加一个固定应变，记录应力随时间变化的应力松弛(stressrelaxation)测试，施加或撤销一个固定的应力，记录应变随时间变化的蠕变和回复(creepandrecovery)测试，或者施加一个阶跃剪切速率，记录瞬态黏度随时间变化的应力增长测试(stressgrowth).这些测试的共性是关注样品在一个特定刺激下的转变过程.以阶跃应变为例，迅速施加应变后，牛顿流体的应力可迅速松弛，胡克固体的应力达到一个恒定值无法松弛，而黏弹体的应力需要经过一定的时间松弛，这个时间通常反映黏弹体系在应变下结构重整的特征时间.(3)动态测试模式是施加一个交变的应变或者应力，如正弦变化的交变应变或者应力，并记录响应.以施加正弦应变的测试为例，由于测试的频率和应变大小均可调整，因此，测试有很大的参数空间.通常，小应变下，体系结构仅稍微偏离无扰状态，应力响应的信号也是正弦波，该测试通常被称作小振幅振荡剪切(smallamplitudeoscillatoryshear，简称SAOS).对于胡克固体，应力的相位与应变相位相同；而对于牛顿流体，则应力的相位与应变速率(应变对时间的导数)的相位相同，与应变相位差π/2；对于黏弹体，应力的相位与应变的相位在0~π/2之间.当应变较大时，体系的结构严重偏离无扰状态且随时间改变，此时的应力响应通常不是正弦波，该测试通常被称作大振幅振荡剪切(largeamplitudeoscillatoryshear，简称LAOS).需要指出的是，一些仪器软件会用正弦波来拟合非正弦的应力结果得到包括模量在内的测量结果，此时对于结果的解读需要非常小心.因此，一般的测试过程中建议打开仪器的应力记录来观察测量应力波的波形，并据此判定测试的线性/非线性.3.旋转流变仪测试中的常见问题3.1测试过程的基本假设和常见问题概述上文提到，旋转流变仪的原始测量的角位移θ和扭矩T可转化为应变和应力.然而，测量的应变和应力是否就是施加在样品上的真实的应变和应力呢？这显然是流变测试中最关键的问题.需要指出的是，旋转流变仪的测试结果是建立在3个基本假设上面的：(1)应变作用在样品上；(2)应力为样品自身的响应；(3)流场为简单剪切流场.这些假设都是会在一定的测试条件下失效，从而导致测试结果不可靠.接下来我们将详细地介绍这些假设条件分别在什么测试情况下失效.3.1.1输入(输出)应变为施加在样品上的应变该假设的关键在于没有考虑仪器和夹具柔量的影响，即假设样品的应变可以直接从角位移得到.然而，在力的作用下，仪器和夹具自身也会旋转一定的角度.只有当该角位移远小于作用在样品上角位移时，上述假设才能成立.由于夹具通常由不锈钢或者其他金属材料制造，其模量通常在~1011Pa或者更高的范围，而测试样品，特别是高分子材料即使是在玻璃态，模量通常小于1010Pa，因此，似乎夹具的形变可以忽略.但是，需要指出的是，平板和锥板的夹具通常被设计成细长空心的圆柱形，而夹具中间的样品通常为扁平的圆片状，这种形状上的差异会显著增加夹具柔量的影响.除此之外，夹具与样品之间的滑移也可造成施加应变和样品实际应变的区别[21~23].这种滑移会消耗一部分施加的角位移，假设被消耗的角位移为θslip，则样品上的实际角位移θeff小于施加的角位移θ(=θslip+θeff).对于平行板样品，由于应变参数Kγ=R/H，这使得在相同的实际应变Kγθeff下，旋转的角位移θeff随着板间距H的增加而增加，而θslip则改变较少，因此，滑移的效应会随着板间距的增加而弱化，该结果也可以用做滑移是否存在的间接判据：即如果存在滑移，则其造成的误差会随着板间距的增加而减少.对于滑移效应更为直接的判据就是通过微小的示踪粒子直接观测板附近的粒子的运动是否和板的运动一致.3.1.2流场为简单的剪切流场上文中提到，剪切流变仪设计的一个基本原则就是生成纯粹的剪切流场并记录样品在该流场下的响应.然而，由于受到界面和样品自身的影响，样品中实际的流场未必为纯粹的剪切流场，该效应通常在大剪切速率下出现.例如，对于同轴圆筒夹具测试低黏度样品，当泰勒数大于一个定值时，或者对于平行板和锥板测试低黏度样品，当雷诺数大于一个定值时，流场会偏离简单的剪切流场.以平行板为例(如图4所示)，在高雷诺数下，由于离心作用，旋转的上板附近的流体沿着板的径向向外运动，为了填补这些流体流出的空隙，静止下板附近的流体会沿着径向向内运动，这2种流体的运动就会造成一次流基础上出现叠加的二次流，从而导致测试扭矩的增加和相应的剪切增稠假象[24].图4Figure4.Thesecondaryflowoccurswhensampleunderrotarygeometrymovesradiallyoutwardandsampleonthestaticgeometrymovesradiallyinward.对于具有一定弹性的样品，假设其自身的松弛时间为τ，当韦森堡数Wi=τγ˙大于1时，也可能会在低泰勒数(同轴圆筒)或者低雷诺数(平行板或者锥板)的条件下出现弹性非稳定二次流，这种二次流的出现也会造成剪切增稠的假象.下文中，我们会对同轴圆筒和锥板以及平板出现二次流的边界条件进行更详细的讨论.此外，在高度缠结的高分子溶液或者高分子熔体等黏度较高的体系中，剪切速率过高的时候可能会出现剪切带或者较强的壁面滑移，这种剪切速率的非均一分布往往有利于体系自由能的降低.对于高分子熔体，在高剪切速率时，自由表面附近可能出现熔体破裂的现象.这些现象的出现也都会导致测量体系的流场严重偏离简单剪切流场.通常，剪切带、壁面滑移和熔体破裂等现象都会导致体系的应力减少及随之增强的剪切变稀效应(应力或者黏度随时间急剧下降).对于一些极端的情况，甚至会出现剪切应力σ不随剪切速率γ˙γ˙的增加而增加的特殊现象(此时黏度η=σ/γ˙γ˙~γ˙β且β≤−1).为了减弱熔体破裂的现象带来的实验误差，通常可以采用锥板加组合板的特殊夹具(cone-partitionedplate，简称CPP夹具)(如图5所示).CPP夹具中，锥板(绿色)与马达相连，组合板分为2个部分，中心平板(尺寸小于锥板，灰色)和环绕中心平板的环状板(蓝色)，两者同轴且分离，共同组合成类似于与锥板同等大小的平板.其中，中心板与传感器相连并记录扭矩，环状板与仪器相连且被固定.测试过程中，一般熔体破裂发生在样品边缘.因此，只要当破裂的边缘没有深入到中心板，所记录的扭矩受到边界熔体破裂的影响就可以忽略[25].图5Figure5.SchematicviewoftheCPPfixture.Green:cone red:sample blue:outerpartition(section) yellow:translationstages(section) orange:bridge(section) grey:innertool(Drawingnotinscale).Thesamplediskshouldhavesizesufficientlylargerthantheinnerplate.(ReprintedwithpermissionfromRef.[25] Copyright(2016)AmericanChemicalSociety)3.1.3输入(输出)应力为样品的黏弹响应其实，上述二次流出现是由样品内部流场的不稳定性带来的效应，会导致额外的应力.在流变测试中，另一个无法忽略的就是测试扭矩的贡献中包含仪器和夹具自身的惯量的贡献.对于真实样品的测试扭矩应该等于测试总扭矩减去仪器和夹具自身的惯量造成的额外扭矩.上面文中提到，对于纯弹性的流体，流变测试中其自身的弹性产生的扭矩T与旋转角度θ具有正比的关系，即T~θ，此时T相对于θ的相位角δ为0°；对于纯黏性的样品，流变测试中其自身的黏性所产生的扭矩与旋转角度相对于时间的导数具有正比的关系，即T~θ˙，此时T相对于θ的相位角δ为90°；对于惯性导致的扭矩，其大小与加速度成正比，即T~θ¨，此时T相对于θ的相位角δ为180°，这种区别可以作为出现惯量效应的判据.例如，在动态测试中，样品黏弹性引起的相位角在0°和90°之间，一旦测试时出现了90°和180°之间的相位角，则必然出现了仪器惯量效应.特别是在高频动态测试中，由于θ=θ0sin(ωt)，则惯量I贡献的扭矩高达T0=Iω2θ0，因此，商业的旋转流变仪通常频率ω的测试上限在102rad/s.虽然有些仪器支持测试更高的频率，如103rad/s或者更高，但是测试高于102rad/s的数据时，需要时刻注意分析惯量对于扭矩的贡献.此外，由于自由表面的存在，表面张力对于扭矩的贡献有时也是难以忽略的，该贡献在低黏度的样品中表现得尤为突出.由于表面张力的存在，样品具有收缩表面积的趋势，这会造成剪切作用下界面形状或面积变化时额外的法向力或者剪切力.例如，在平板和锥板夹具中，样品过度充满或者未充满的时候，样品的自由表面会产生突出或者凹陷的曲面结构，这种曲面结构的产生会引起额外的法向力.当样品在剪切流场中，自由表面的面积也会随之出现波动性的变化，这种变化通常会产生弹性应力响应，从而导致额外的应力贡献.通常可以通过填充合适量的样品、增加样品的各方向对称性和引入表面活性剂降低表面张力等方法来抑制表面张力的影响.下文中，我们会结合一些实验实例进一步阐释上述旋转流变仪测试的假设条件失效的情况.此外，我们总结了流变测试中一些不良测试习惯导致无法正确获取实验数据的情况.最后，我们会针对上述内容，给出一些避免类似错误结果的建议.3.2测试中常见问题I：仪器和夹具柔量流变仪能够准确测量样品模量的一个前提是传感器和夹具的柔量远小于样品的柔量，或者换言之，传感器和夹具的刚度远大于样品的刚度(刚度等于柔量的倒数).其中，夹具的刚度不仅与夹具的模量相关，也与夹具的尺寸和形状相关.如果将夹具设计成圆柱形，则其刚度κ与夹具横截面半径R的4次方成正比，与圆柱体的高h成反比：一方面，为了抑制样品的温度对传感器和马达的影响，并减少夹具的惯量，平行板和锥板夹具常被设计成细长的形状(较小的R和较大的h)，这种结构会减少夹具的刚度；另一方面，为了增加样品的测试扭矩，常将样品制成扁平的形状，这种形状的差别使得夹具与样品刚度的区别远低于制造夹具的材料和样品模量上的区别，而导致实际施加在样品上的真实应变低于设定应变，这种应变的误差会导致样品流变测试结果的显著误差.例如，刘琛阳等分析了双头应变控制型流变仪ARESG2(TA)的仪器柔量对线性黏弹性的影响[26].如图6(a)所示，在样品模量大于105Pa时，用25mm平行板的测量结果明显偏离8mm平行板的测量结果.虽然样品的模量不发生变化，样品的刚度随着尺寸R的增加而增加，造成了测量时夹具产生了更多的形变，这导致了实际施加在样品上的应变的减少和相应的测试模量的降低；为了说明这个问题，图6(b)展示了相对于指令应变(黑色方块)，经过传感器校正后的实测应变(红色圆点)较小，而经过夹具校正后的应变则更小(绿色三角)，该应变可反映施加在样品的实际应变.图6Figure6.(a)Theeffectofgeometrycomplianceonlinearviscoelasticity (b)Comparisonofcommandedstrain(as100%),measuredstrain(withforcerebalancetorquetransducers(FRT)compliancecorrection),andcorrectedstrain(withtoolcorrection)obtainedforapolyisobutylenesampleat−20°Cusing25mmparallelplates(ReprintedwithpermissionfromRef.[26] Copyright(2011)SocietyofRheology)为了准确地测量样品的模量，通常建议选取合适尺寸的夹具来直接测量.由于夹具的形变通常正比于扭矩，因此在测量较高模量范围的样品时，为避免柔量的影响，需减少样品和夹具尺寸来降低扭矩.而对于测量较低黏度的样品，需要增加样品和夹具的尺寸来增加扭矩，使得扭矩大于仪器传感器的测试下限.笔者的经验是，25mm板使用的上限通常为~105Pa，8mm板的使用上限为~107Pa，而如果需要准确地测量高分子玻璃态模量(~109Pa)，需要使用3mm左右的夹具.对于黏度极低的样品，除了选择更大的板(如50或60mm的夹具)以外，还可以使用过采样技术(oversampling)[27]，拓宽动态测试的扭矩测试下限，提高相位角的准确程度.但是考虑到小夹具上样的困难，可利用柔量校正来拓展夹具的使用上限.很多流变学者具体研究了柔量的校正方法，例如1982年，Gottlieb和Macosko[28]讨论了仪器柔量对动态流变测量的影响以及力传感器的校正方法.在2008年，Hutcheson和McKenna[29]详细地研究了夹具尺寸对玻璃化转变区附近的流体的动态振荡测试和应力松弛测试结果的影响，并提出相应的校正方法.本文以Hutcheson和McKenna的校正方法为例[29]，简单介绍一下动态剪切数据的校正方法.为了准确测定特定夹具下整个仪器系统的柔量系数，作者设计加工了上下板“连体”的参比夹具(如图7所示)，并直接测量了参比夹具的柔量.根据柔量相加原则，流变仪器实测复合扭转刚度κ0∗的倒数等于仪器夹具刚度κt和样品刚度κs∗的倒数之和：由于仪器和夹具的柔量均来源于其固体弹性，可以将两者简化为一个与黏弹样品串联的弹簧，其刚度可简化为实数κt.在已知κt的基础上，可利用公式(6)校正测试的实验数据κmes∗，得到样品的实际复数刚度κs∗.图7Figure7.Asimpleschematicshowingthegeometryofthesolidrodandthedisposableplatens(ReprintedwithpermissionfromRef.[29] Copyright(2008)AmericanInstituteofPhysics).3.3测试中常见问题II：仪器和夹具惯量的影响对于仪器和夹具惯量的校正是准确进行瞬态和动态流变测试的基础.旋转流变仪测得的扭矩不仅来源于样品自身的应力响应，也来源于马达和夹具在加速过程中的惯量贡献.早在1991年，Krieger等讨论了单头的应力控制型流变仪仪器和夹具惯量对测试的影响[30]，他们发现，当仪器施加恒定的扭矩时，部分扭矩用于加速驱动马达和夹具旋转，当旋转速度达到稳定时候，测试的扭矩才是真实的样品扭矩.最近，Lauger等研究了流体在振荡剪切模式下的仪器和夹具惯量的影响[31]，并给出了通过流变仪测量的实测扭矩、样品产生的扭矩以及仪器和夹具自身惯量产生的扭矩的三者之间的矢量关系(图8).图8Figure8.Vectordiagramoftorques,includingaccelerationtorqueTa,totalorelectricaltorqueT0,andsampletorqueTs,whereδδandααarephaseangleofT0andTs,respectively.ThesampletorquecanbedecomposedintoviscouspartTvandelasticpartTe(ReprintedwithpermissionfromRef.[31] Copyright(2016)SocietyofRheology).其中，仪器测试的实测扭矩T0等于样品扭矩Ts和仪器加速惯量产生的扭矩Ta之和.换言之，样品产生的扭矩应该等于总扭矩减去仪器加速时惯量产生的扭矩，该扭矩可利用相位角分解成弹性贡献部分Te和黏性贡献部分Tv.此外，Lauger等研究表明[31].：对于牛顿流体，惯量产生的扭矩与样品扭矩的比率可表达为其中I为测量设备的转动惯量，|G∗|为样品的复数模量的绝对值，ω为测试的角频率.然而，需要指出的是公式(8)仅适用于牛顿流体，对于黏弹性体系并不准确.据此，可以通过计算仪器和夹具惯量产生的扭矩与样品扭矩之比来判断仪器和夹具惯量的影响.例如：图9展示了Lauger等利用单头的MCR系列流变仪(AntonPaar)测试黏度为4mPas的S4oil频率扫描测试.在测试的频率范围内，该流体应为牛顿流体.其中蓝色正三角表示实测的扭矩T0，绿色倒三角表示校正了仪器和夹具惯量贡献后的样品贡献的扭矩Ts.在最低频区域，实测扭矩与样品贡献扭矩近似相等，说明样品的贡献占主导，此时测得的复数黏度(红色圆)接近样品稳态黏度4mPas.但是随着频率的增加，实测扭矩大于样品贡献的扭矩且两者差距逐渐增加，在频率小于25rads−1(竖箭头所示)的区域，虽然实测扭矩已经远大于样品的扭矩贡献，即实测的T0/Ts已接近2个数量级(横箭头所示，这与通过公式(8)计算的结果Ta/Ts=Iω2Kσ/(Kγ|G∗|)=IωKσ/(Kγ|η∗|)=95近似相等)，经过校正得到的样品扭矩计算的黏度仍然接近4mPas，说明测试结果仍然有效.该例子展示了当前流变仪的技术水平已经臻于成熟：即使在惯量贡献的扭矩占主导的情况下，仍然可以通过仪器校正得到准确的样品扭矩.但是在频率高于25rads−1区域惯量校正开始失效，造成了稳态黏度激增的假象.图9Figure9.FrequencysweepmeasurementontheS4oilsamplewithviscosityof4mPas(CP60-0.5geometry).Inadditiontothecomplexviscosity,themeasuredtotaltorqueT0andthesampletorqueTsobtainedaftertheinertiacorrectionareplottedagainstangularfrequencyωω.Arrowspointtodatapointsat25rads−1(seetext),abovewhichtheinertiacorrectionfails.(ReprintedwithpermissionfromRef.[31] Copyright(2016)SocietyofRheology)在动态振荡测试中，样品黏弹性引起的相位角应当在0°和90°之间(图8所示)，因为90°和0°相位角分别对应纯黏性和纯弹性的扭矩贡献Tv和Te，而惯量产生的相位角为180°.图8中，高频处仪器测试的实测扭矩T0远大于样品测试扭矩Ts，表明仪器加速扭矩Ta在测试T0中占据主导，此时的相位角应接近180°.因此，一旦测试时出现了90°和180°之间的相位角，或者动态测试出现G' ~G"~ω2的结果，即可判定出现了仪器惯量效应[32].为了避免实验测试中的不良数据，仪器惯量造成的扭矩Ta与材料自身产生的扭矩Ts之比Ta/Ts应小于一个极限值(该值与仪器的状态和校正的准确性相关).减少惯量影响的一个行之有效的方法是选择合适的夹具.公式(8)中，与夹具几何尺寸相关的参数为Kσ/KγKσ/Kγ.对于锥板，Kσ/Kγ=3β/(2πR3)，因此,减少锥角ββ和增加板半径R均有利于减少惯量影响，而对于平板，Kσ/Kγ=2h/(πR4)，因此，减少板间距h和增加板半径R均有利于减少惯量影响，或者选择更轻质的夹具来减少I亦可减少惯量影响.总之，无论锥板或平板，增加R或者选择轻质夹具都是减少惯量影响的有效手段.为了降低仪器和夹具惯量影响，对于单头的应力控制型流变仪，需要定期进行惯量的校正，并在更换夹具时做相应的校正.对于双头的应变控制型的流变仪，使用具有力反向平衡功能的传感器可以极大地抑制惯量带来的误差，其表现虽远超单头的流变仪，但也无法完全消除惯量的影响.因此，需要对具体的实验测试结果进行综合的分析和甄别.3.4测试中常见问题III：样品自身惯量的影响剪切流变仪测试中一个基本假设是流场的单一性，即流场是纯粹的剪切流场，这一假设在高速振荡测试过程中失效[33].即在振荡测试中，流变仪通过夹具迫使样品产生往复运动，使得样品内部产生剪切波，当板(夹具)间距与剪切波波长相当或大于剪切波波长时，样品的自身惯量的影响会使得施加样品的剪切流场偏离纯粹的剪切流场.Schrag给出了在剪切流变测试不受该剪切波干扰的临界条件[34]，即板间距需远小于其波长λs，其表达式为：式中ρ是流体的密度，|η∗|=|G∗|/ω是复数黏度的绝对值，其中|G∗|是复数模量的绝对值，δ是相位角.研究表明，在给定的频率范围内选取合理的板间距h是减少样品惯量影响数据误差的关键.以水为例，密度为ρ≈1gcm−3，黏度为η≈10−3Pas，相位角δ≈90°，当频率ω=102rads−1时，可估算出λs≈0.9mm.用平板测试一般要求间距在0.5~1mm，因此无法满足hλs.当使用锥板测试时，板间距最宽的部分可以估算为h=βR，因此，半径为25mm、锥角为1°的锥板，h=0.44mm，同样也无法满足hλs.由公式(9)可知剪切波长λs随着样品黏度的增加而增加，因此，上述问题一般不会在黏度较高的高分子溶液或高分子熔体中出现.图10展示了Lauger等利用双头的MCR系列流变仪(AntonPaar)对牛顿流体S4oil在半径相同(R=30mm)，锥角分别为0.5°(红色)、1°(绿色)、2°(蓝色)不同的夹具下的振荡剪切测试，研究了样品惯量对流体相位角的影响[31].该流体在测试范围内为牛顿流体.我们发现样品在低频区域表现牛顿流体性质，相位角均为90°，随着频率的增加，相位角逐渐降低，流体出现了一定的弹性响应，且锥角越大，相位角降低越多(箭头指向).相位角的减少导致了储能模量G' ~ω2的标度区域的出现，该结果非常类似于黏弹流体的松弛末端行为，但其实为样品惯量造成的实验假象.显然，此相位角减少的不同来源于测试夹具的区别而非样品的区别.究其原因，是锥板最外侧的板间距βR(0.5°,1°,2°板分别为0.26，0.52和1.05mm)逐渐逼近于通过公式(9)计算出来的λs≈2.0mm，使得样品惯量造成的实验误差逐渐显现.图10Figure10.Phaseangle(circles)andstorageG' (triangles)andlossmodulusG"(squares)fortheS4oilmeasuredinSMTmodewiththreeconeangles,0.5°(red),1°(green),2°(blue).Thearrowindicatesthedirectionofincreasingtheconeangle.(ReprintedwithpermissionfromRef.[31] Copyright(2016)SocietyofRheology)3.5测试中常见问题IV：二次流的影响在稳态或瞬态测试中，高剪切速率时，由于流动不稳定性的影响可能导致剪切流场出现失稳，造成二次流的出现[24,35~37]，使得剪切流变仪测试中剪切流场单一性的基本假设失效.二次流叠加在剪切流场上，会增加仪器测量的扭矩，导致测试样品的表观黏度突然增加.研究表明，对于不同夹具，均可出现二次流.下面我们将对同轴圆筒、锥板和平板3种夹具的几何流场出现二次流的边界条件进行阐述，并通过实例展示二次流对实验数据的影响.3.5.1同轴圆筒夹具二次流边界条件泰勒给出了牛顿流体在同轴圆筒夹具的测量过程中失稳的临界条件[38~40]：可避免Taylor-Couette涡流出现的稳定区间的泰勒数Ta满足：其中R1和R2分别为同轴圆筒夹具中流体的内径和外径(如图2所示)，而同轴圆筒夹具的剪切速率为：γ=ΩKγ≈ΩR1/(R2−R1)，由此可以得到避免Taylor流的条件：3.5.2锥板和平板夹具二次流边界条件锥板和平板具有不同于同轴圆筒的边界条件，其产生二次流的一个主要原因是离心作用：即高速转动的板附近的流体产生沿着半径方向向外的速度分量，同时诱发静止板附近的流体向内流动(如图4所示).对于锥板和平板夹具，雷诺数Re可定义为[41]：其中h为特征的板间距(平行板h等于间距，锥板h=βR).Turian等研究表明[41]，对于利用锥板和平板测试的牛顿流体，实际扭矩T和理想稳定流场下的扭矩T0之比与雷诺数相关：给定T/T0误差1%，即T/T0=1.01，可以得到一个特征的临界雷诺数Recrit=4，该情况下尚未发生持续的湍流.利用Recrit和剪切速率γ˙=ΩR/h，可以估算锥板和平板稳态剪切的临界条件：据此我们可以根据实验条件和夹具参数计算出不稳定流场的临界条件.从公式(14)可以看出，选择较小h的平行板可以抑制二次流，但h过小的时候，两板间微小的不同轴或不平行都会被放大，影响测试的准确性[42].因此，需要选择合适的板间距.为了更直观地展示牛顿流体的二次流不稳定流场对实验数据的影响，图11是我们利用单头应力控制型流变仪MCR-302(AntonPaar)实测的水在剪切速率扫描实验中的黏度相对剪切速率的图，可以看出，在低剪切速率出现的类似于剪切变稀的现象(蓝色区域)可能由于传感器扭矩低于仪器测试下限(Tmin=0.11~0.25μNm)或者表面张力的影响，而在高剪切速率下(红色区域)，剪切增稠的异常现象是由于板的高速转动引发了二次流.图11Figure11.SteadyshearflowmeasurementsofH2Ousingcone-and-platewithdiameterof50mm,thescatteredplotsintheblueregimeareobtainedfromtorquebelowthelow-torquelimit,thethickeningbehaviorintheredregimeisduetosecondaryfloweffect.3.6测试中常见问题V：样品表面张力在使用旋转流变仪测试低黏度的牛顿流体时，表面张力往往会影响到测试结果.很多低黏度流体异常的实验数据都和其表面张力有关[42,43].而表面张力的产生与样品的各向对称程度、样品的自身表面张力以及样品是否存在吸附和聚集有着密切关系[32,44~47].为了使读者更加清楚地了解表面张力对流变实验数据的影响，下面我们将分别从样品的各向对称性、样品自身表面张力的大小以及样品自身存在吸附和聚集3种情况阐述表面张力对实验结果的影响.3.6.1样品的各向对称性保证样品的各向对称是流变测试中获得准确实验数据的基础，样品的各向非对称性可能在填充上样时即存在，如过度填充或者填充不足均可造成样品的各向非对称性，各向非对称性也可能在测试过程中产生，如样品的边界在流场下存在一定的形状的波动，或样品不对称的挥发引起样品边缘与板的接触线和接触角的不对称性.Ewoldt等[32,44]研究低黏度样品的剪切流变测试时，发现测试扭矩会受到这些边缘形状变化的影响(如图12所示).对比完全对称的理想条件，非理想情况下接触线、接触角Ψ(s)和半径都发生了明显的变化.将接触线看作闭合曲线，可沿闭合曲线积分得到由表面张力引起的扭矩变化.例如，沿z轴的扭矩Tz可表示为：图12Figure12.(a)Contactlineandinterfaceangle:idealversusnon-idealcases.Inthenon-idealcase,asymmetriesareexaggeratedcomparedtotypicalloadingandcanalsooccurasaresultofoverfilling (b)Contactlineinz=0planerepresentedbyanarbitraryparametriccurve,r–r_(s).(ReprintedwithpermissionfromRef.[44] Copyright(2013)SocietyofRheology).公式中，r(s)是半径，Γ(s)是表面张力，t^l,r是闭合曲线的切线矢量.从公式(15)中可知表面张力产生的扭矩与接触线的几何形状、样品的表面张力和界面角均相关.样品填充不足或过量填充都会导致表面张力引起扭矩增加.此外，样品挥发也可导致样品填充不足，是高分子溶液或水凝胶体系流变测试过程中最容易忽略的问题.图13显示了Johnston等[44]研究了随着水分蒸发，样品从填充过度到填充不足过程中扭矩的变化.他们发现，刚开始填充过度会随着水蒸发而缓解，扭矩先减小并保持了一定时间，之后的样品量继续减小导致样品填充不足，接触线断开，此时产生更大的扭矩，然后扭矩会继续保持，直到在更长的时间再次提高.出现此现象的原因是水蒸发会同时导致接触线和接触角的改变，从而增加了样品的各向非对称性.因此，对于溶液体系的测试，需要考虑溶剂挥发、样品填充不足导致表面张力引起的扭矩增加，这些因素会影响测试结果.图13Figure13.Evaporation-inducedcontactlinemigration,whichcausessurfacetensiontorque.Thegeometryisparallelplate(diameter40mm)withconstantvelocityΩΩ=0.01rads−1.Insetimages(viewsfrombelow)illustratethecontactlinesoftheoverfilledandunderfilledcases(ReprintedwithpermissionfromRef.[44] Copyright(2013)SocietyofRheology).3.6.2样品本身表面张力大小样品自身的表面张力的不同也可造成测试结果的显著不同.Johnston等[44]讨论了水和正癸烷在稳态剪切测试过程中测试扭矩与剪切速率的依赖关系，虽然两者室温下的黏度近似，分别为1.17和1.57mPas，利用同轴圆筒测量的低剪切速率下的扭矩却大相径庭，这主要源于水和正癸烷表面张力的不同(75和25.3mNm−1)，从图14可以看到，相对于正癸烷溶液，具有更高表面张力的水在低剪切速率下显示出由表面张力导致的扭矩平台1μNm,值得注意的是，其中4组水的测试结果表现出该扭矩平台，但仍有2组水的测试结果没有表现出扭矩平台，Johnston等认为这可能与前面3.6.1节讨论的接触线的不确定性有关.图14Figure14.Steadyshearflowwithdifferentsurfacetension(waterandn-Decane)usingtheconcentricdoublegap(DG)geometry(ReprintedwithpermissionfromRef.[44] Copyright(2013)SocietyofRheology)3.6.3大分子聚集对于一些低黏度的蛋白溶液体系，在低剪切速率下的流变测试时，通常需要考虑空气与水界面处形成的蛋白表面膜产生的界面张力和蛋白溶液中蛋白聚集的影响[46,47]，表面膜形成和蛋白聚集可导致包括黏度增加、剪切变稀增强和表观屈服应力的出现，这些表面的因素有时会误导研究人员对溶液的整体流动特性的判断.例如，Castellanos和Colby等研究了牛血清蛋白和抗体溶液黏度对剪切速率的依赖性[47].他们发现：不含表面活性剂成分的牛血清蛋白在液-气界面处形成聚集膜，在低剪切速率下出现明显的表观屈服应力和相应的η∼γ˙−1η∼γ˙−1的屈服区域(图15(a)).添加表面活性剂能抑制和延缓蛋白表面膜的产生，从而弱化了屈服区域，但经过较长的等待时间(41天)，蛋白聚集导致屈服区域逐渐重新形成(图15(b)).图15Figure15.(a)Increaseofapparentviscosityofsurfactant-freeBSAsolutionsduringtheproteinaggregation.(b)Increaseofviscositywithtime,owingtotheproteinaggregationinthemAbsolutionsevenafterintroductionofthesurfactant.(ReprintedwithpermissionfromRef.[47] Copyright(2014)TheRoyalSocietyofChemistry)3.7测试中常见问题VI:测试习惯如上面所述，3个基本假设都是在比较极端的情况下会失效，如样品刚度足够高，需要考虑仪器和夹具柔量的影响；黏度足够低或者剪切强度足够大，需要考虑仪器夹具惯量和样品惯量的影响以及施加流场是否为纯粹的剪切流场.而在实际流变测试中，也有一些情况满足上述3个基本假设，却得不到准确的测量数据.下面总结了流变测试过程中一些容易忽略的问题.为了避免这些问题，提高流变测试的正确性和准确性，需要建立良好的测试习惯.3.7.1样品的制备：干燥和挥发问题对于聚合物熔体，如果样品干燥不充分时，或者测试过程中暴露在湿度较大的环境中，样品中的微气泡和水分会对测试结果产生显著影响，尤其含有氢键和离子极性组分的聚合物(如离聚物)，溶剂(如水)对其流变行为的影响明显.此外，对于水凝胶和溶液体系，测试前和测试过程中需要考虑样品自身溶剂挥发对测试结果的影响，对于溶剂高挥发性的溶液体系这是常见的问题，通常可以使用液封(如用石蜡油密封水溶液)的方法避免溶剂的挥发.图16展示的是Wolff等[48]对聚二甲基硅氧烷树脂(PDMS)在具有气泡(圆)和无气泡(三角)条件下的频率扫描测试，发现损耗模量几乎不受气泡的影响，松弛末端满足G' ' ∼ω1∼ω1标度关系，而储能模量受气泡影响较大，逐渐偏离G' ∼ω2标度关系，这是气泡/样品界面的慢松弛过程导致的.图16Figure16.ThestorageandlossmoduliasfunctionsoftheangularfrequencyforaPDMSsiliconeoilwithandwithoutbubbles(ReprintedwithpermissionfromRef.[48] Copyright(2013)Spring)图17展示了Shabbir等[49]对聚四氢呋喃磺酸锂离聚物(PTMO-Li)在干燥和一定湿度条件下的频率扫描测试，他们发现湿度对离聚物的流变性能有很大影响，储能模量和损耗模量相较干燥条件下下降一个数量级左右，由此可见干燥样品对于流变测试的重要性.图17Figure17.ThestorageandlossmoduliasfunctionsoftheangularfrequencyforPTMO-Liindriedandundriedstates.(ReprintedwithpermissionfromRef.[49] Copyright(2017)SocietyofRheology)3.7.2确定样品的热稳定性在进行流变测试之前，对于不熟悉的聚合物样品，需要进行TGA和DSC测试，了解样品的热稳定性和玻璃化转变温度，以便于测试条件的选择，比如：低温测试时样品接近玻璃态，模量接近109Pa左右，样品较高的模量下突然变化夹具间隙会导致仪器法向力的激增，损坏空气轴承和力传感器；高温测试时，不了解样品热稳定性，测试温度过高会导致样品发生化学交联和降解行为，影响测试结果.通常，对于容易交联的样品，可以采取添加少量稳定剂的办法抑制化学交联，获取准确的实验数据.图18展示了Stadler等[50]对低分子量低密度聚乙烯分别在加入少量稳定剂和不加稳定剂条件下，复数黏度随时间扫描变化，可以看出当时间经过4300s之后，样品黏度突然增加，这主要由于体系中含少量双键的组分发生化学交联导致，而加入少量稳定剂的样品持续到8.24×105s(~9.5天)后，样品才开始降解，说明加少量稳定剂的办法可以有效抑制样品的化学交联.此外，为排除样品在测试过程中发生变化，对测试产生的影响，建议完成所有测试后，再次重复第一步测试，通过数据重复性来考察样品是否在测试过程中发生变化，以保证样品数据的可靠性.图18Figure18.ThermalinstabilityofsamplemLLDPEF18F.Thesamplewithoutstabilizerexceedsthe±5%criterionafter4300sowingtothecrosslinking,whilethesamplewithstabilizerstayswithinthiscriterionfor8.24×105s(≈9.5days).(ReprintedwithpermissionfromRef.[50] Copyright(2014)Springer).3.7.3样品体系是否达到平衡态在测试过程中确保样品体系在测试前是否达到平衡稳态是获取准确数据的前提.例如超高分子量聚乙烯样品，从结晶状态加热到熔体状态后，往往需要较长时间才能达到链充分缠结的平衡态.例如，图19展示了超高分子量聚乙烯样品在加热到160°C熔融后，体系从低缠结状态达到缠结平衡态的过程中储能模量G' 的变化，作者发现，热平衡时间随着合成分子的时间(图中标示)，也即分子量增加而增加，对于合成30min的样品，热平衡时间长达约一天之久[51].这种缠结程度低于平衡缠结程度的样品也可以通过在稀溶液中沉降高玻璃化温度的长链高分子(如高于缠结分子量的聚苯乙烯)来制备[52,53].图19Figure19.Buildupofmodulusindisentangledpolymermeltswithtimeofultra-high-molecular-weightpolyethylene.ThetopschemeshowsthemechanismandthebottomfigureshowsthemeasuredstoragemodulusG' (t)againsttime(symbols),whereG' (t)hasbeennormalizedbytheequilibriumplateaumodulusGN0.Curvesarethepredictionsbasedontubetheory.(ReprintedwithpermissionfromRef.[51] Copyright(2019)AmericanChemicalSociety)此外，对于高填充体系、不相容聚合物共混物等极难达到平衡态的体系，常需高速施加预剪切，使体系保持初始态的一致性.需要注意的是，该初始态往往处于非平衡态.3.7.4夹具热膨胀对测试的影响除了前面3.1和3.2节提到夹具柔量和惯量对测试结果的影响，在测试过程中还需要考虑夹具的热膨胀对测试结果的影响，不同材质的夹具具有不同的热膨胀系数.现在很多仪器在输入夹具类型时已经考虑到热膨胀系数.但是很多自制的夹具和可抛弃的夹具在使用之前需要人为地测量热膨胀系数并输入.此外，样品也具有一定的热膨胀系数，因此在测试温度范围很宽时，需要在加热过程中适当增大板间距，在降温过程中适当减少板间距，从而保持样品的填充程度一致.此外，还需考虑控温组件的结构也会对夹具的传热温度梯度造成影响[54]，即使是同一个夹具在不同控温组件下的膨胀系数也是不同的，夹具膨胀系数的差异直接会影响设置夹具间距的大小，尤其在设置夹具间距很小的情况下(如锥板)，板受热膨胀可能会使两板直接接触，造成法向应力的激增从而损坏空气轴承和力传感器.3.7.5夹具不平行和不同轴对测试的影响保证夹具的平行与同轴也是获取实验数据的关键.随着测试夹具频繁使用，以及不小心跌落，非常容易造成夹具不平行和不同轴，这样会导致仪器校零出现误差以及仪器法向力影响测试结果.因此，在测试中需要注意夹具的正确使用，特别是不要将不使用的夹具立在桌面上或者高处，以防止跌落造成夹具的变形.4.结论与展望本文结合作者多年的流变测试经验，从流场类型和仪器的特征出发，对流变仪进行了简单的分类.重点阐述了旋转流变仪的工作原理，剪切流变测试的假设条件及其失效的情况，和实际测试中一些不良的测试习惯及其导致的结果.简言之，流变仪器测试时，只有当输入或输出的应变或应力为施加在样品上的应变或应力，且流场为纯粹的剪切流场时，测试的结果才是可靠的结果.这些基本前提都是会在一定的测试条件下失效.我们结合一些实验实例，具体解释了这些假设条件失效的情况，以及在实际流变测试中仪器完全满足基本假设的情况下，一些不良测试习惯对测试的影响，具体总结如下：(1)当样品的刚度接近仪器夹具和传感器的刚度时，在样品形变的同时，仪器夹具和传感器也会发生一定的形变，造成样品的真实应变低于仪器设定的应变.此时，准确校正夹具和传感器的扭转柔量对于样品的测试是非常重要的.一般的校正过程中考虑夹具和传感器的柔量(或者刚度)为常数.然而，真实测试中，该柔量也会随着测试条件(如温度)和仪器状态的变化而变化.因此，从实验操作上来讲，更可行的方法就是选择合适的夹具来增加施加在样品上的应变和因仪器柔量消耗的应变之比.(2)当仪器施加恒定的扭矩时，部分扭矩用于加速驱动马达和夹具旋转，当旋转速度达到稳定时候，测试的扭矩才是真实的样品扭矩.因此，在瞬态和动态等具有加速过程的测试中，当样品反馈的实际扭矩较小时，源于仪器和夹具加速度过程中的惯量贡献会影响到测试结果.对于单头的旋转流变仪来说，马达和传感器集成在一边，仪器惯量的影响更大.虽然双头的旋转流变仪具有力反向平衡功能的传感器，可以很大程度上抑制仪器惯量的影响，但是也无法完全消除该影响.由于仪器的惯量影响与夹具和仪器的状态相关，需要对仪器进行定期的惯量校正.(3)在高速振荡测试过程中，样品在往复运动过程中会产生剪切波，当(夹具)板间距与该剪切波波长相当时，样品自身的惯量影响会使得施加样品内部的流场偏离纯粹的剪切流场，造成相位角的变化和相应的测试模量的变化；在高剪切速率时(如稳态或瞬态测试时)，流动的不稳定性使剪切流场产生失稳，造成二次流的出现，二次流叠加在剪切流场上会增加仪器测量的扭矩，导致测试中出现“剪切增稠”的假象.因此，给定的频率范围内选取合理的板间距h是减少样品惯量影响和抑制二次流的关键.(4)对于低黏度的牛顿流体，表面张力对实验结果的影响往往会被忽略.表面张力产生的扭矩大小与样品的各项对称性、样品的自身表面张力以及样品是否存在吸附和聚集有着密切关系.因此，在低黏度样品测试过程中，建议结合显微工具在线地观测测试过程中样品形状的变化.(5)上述四个方面是在样品模量足够高、黏度足够低或者剪切强度足够大的极端情况下，测试中3个基本假设失效的情形.其实，在实际流变测试中即使仪器完全满足测试需求和基本假设的情况下，流变测试者如果没有养成良好的测试习惯，也会得不到准确的数据.因此，我们总结了一些常见容易忽略的问题，例如样品干燥和挥发、样品自身热稳定性，样品是否达到平衡态，夹具和样品热膨胀、夹具的不平行不同轴等问题.我们针对上述容易忽略的问题进行了阐述，希望有助于流变测试的初学者养成良好的测试习惯，了解这些知识对于维护仪器、保护样品以及获取准确的测试数据都是十分重要的.虽然流变仪器测试过程中会存在上述因素的干扰，但是读者在熟悉流变仪的原理和养成良好的测试习惯的前提下，是很容易判断出实验数据出现问题的“症结”所在，使得流变仪不再成为科研工作中的“黑箱”.最后需要指出，本文关注的测试手段仅限于剪切流场.由于拉伸流场较剪切流场难实现，高分子流变学的实验研究多数在剪切流场下进行.对于加工过程中同等重要的拉伸流场下测试的仪器和研究还在快速的发展之中[15,55~57].笔者计划在后续的综述中探讨拉伸测试的仪器原理和测试技巧.参考文献[1]TadmorZ,GogosCG.PrinciplesofPolymerProcessing.2nded.Hoboken,NewJersey:JohnWiley&Sons,2013[2]PtaszekP.LargeAmplitudeOscillatoryShear(LAOS)measurementandfourier-transformrheology:applicationtofood.In:AhmedJ,PtaszekP,BasuS,eds.AdvancesinFoodRheologyandItsApplications.London:WoodheadPublishing,2017.87−123[3]KanedaI.RheologyControlAgentsforCosmetics.RheologyofBiologicalSoftMatter.Tokyo:Springer,2017,295−321[4]EleyRR.JCoatTechnolRes,2019,16(2):263−305doi:10.1007/s11998-019-00187-5[5]AhmedJ,PtaszekP,BasuS.AdvancesinFoodRheologyandItsApplications.London:WoodheadPublishing,2016[6]ZhangZ,LiuC,CaoX,GaoL,ChenQ.Macromolecules,2016,49(23):9192−9202doi:10.1021/acs.macromol.6b02017[7]ChenQ,TudrynGJ,ColbyRH.JRheol,2013,57(5):1441−1462doi:10.1122/1.4818868[8]LiuS,WuS,ChenQ.ACSMacroLett,2020,9:917−923doi:10.1021/acsmacrolett.0c00256[9]LarsonRG.TheStructureandRheologyofComplexFluids.NewYork:OxfordUniversityPress,1999[10]MihaiM,HuneaultMA,FavisBD.PolymEngSci,2010,50(3):629−642doi:10.1002/pen.21561[11]AriawanAB,HatzikiriakosSG,GoyalSK,HayH.AdvPolymTechnol:JPolymProcessInst,2001,20(1):1−13[12]LundahlMJ,BertaM,AgoM,StadingM,RojasOJ.EurPolymJ,2018,109:367−378doi:10.1016/j.eurpolymj.2018.10.006[13]LiB,YuW,CaoX,ChenQ.JRheol,2020,64(1):177−190doi:10.1122/1.5134532[14]WatanabeH,MatsumiyaY,ChenQ,YuW.Rheologicalcharacterizationofpolymericliquids.In:MatyjaszewskiK,MöllerM,eds.PolymerScience:AComprehensiveReference.Amsterdam:Elsevier,2012.683−722[15]MarínJMR,HuusomJK,AlvarezNJ,HuangQ,RasmussenHK,BachA,SkovAL,HassagerO.JNon-NewtonFluid,2013,194:14−22doi:10.1016/j.jnnfm.2012.10.007[16]WatanabeH,MatsumiyaY,InoueT.Macromolecules,2002,35(6):2339−2357doi:10.1021/ma011782z[17]YoshidaH,AdachiK,WatanabeH,KotakaT.PolymJ,1989,21(11):863−872doi:10.1295/polymj.21.863[18]TroutonFT.ProcRSocLondon,SerA,1906,77(519):426−440doi:10.1098/rspa.1906.0038[19]LiuC,ZhangJ,ZhangZ,HuangS,ChenQ,ColbyRH.Macromolecules,2020,53(8):3071−3081doi:10.1021/acs.macromol.9b02431[20]ZhangJ,LiuC,ZhaoX,ZhangZ,ChenQ.SoftMatter,2020,16(21):4955−4960doi:10.1039/D0SM00572J[21]BuscallR,McGowanJI,Morton-JonesAJ.JRheol,1993,37(4):621−641doi:10.1122/1.550387[22]BuscallR.JRheol,2010,54(6):1177−1183doi:10.1122/1.3495981[23]BallestaP,PetekidisG,IsaL,PoonW,BesselingR.JRheol,2012,56(5):1005−1037doi:10.1122/1.4719775[24]MagdaJ,LarsonR.JNon-NewtonFluid,1988,30(1):1−19doi:10.1016/0377-0257(88)80014-4[25]CostanzoS,HuangQ,IannirubertoG,MarrucciG,HassagerO,VlassopoulosD.Macromolecules,2016,49(10):3925−3935doi:10.1021/acs.macromol.6b00409[26]LiuCY,YaoM,GarritanoRG,FranckAJ,BaillyC.RheolActa,2011,50(5−6):537doi:10.1007/s00397-011-0560-3[27]PogodinaN,NowakM,LäugerJ,KleinC,WilhelmM,FriedrichC.JRheol,2011,55(2):241−256doi:10.1122/1.3528651[28]GottliebM,MacoskoC.RheolActa,1982,21(1):90−94doi:10.1007/BF01520709[29]HutchesonS,McKennaG.JChemPhys,2008,129(7):074502doi:10.1063/1.2965528[30]KriegerIM.JRheol,1990,34(4):471−483doi:10.1122/1.550138[31]LäugerJ,StettinH.JRheol,2016,60(3):393−406doi:10.1122/1.4944512[32]EwoldtRH,JohnstonMT,CarettaLM.Experimentalchallengesofshearrheology:howtoavoidbaddata.ComplexFluidsInBiologicalSystems.In:SpagnolieSE,ed.ComplexFluidsinBiologicalSystems.NewYork:Springer,2015.207−241[33]YosickJA,GiacominJA,StewartWE,DingF.RheolActa,1998,37(4):365−373doi:10.1007/s003970050123[34]SchragJL.TransactionsoftheSocietyofRheology,1977,21(3):399−413doi:10.1122/1.549445[35]ShaqfehES.AnnuRevFluidMech,1996,28(1):129−185doi:10.1146/annurev.fl.28.010196.001021[36]McKinleyGH,PakdelP,ÖztekinA.JNon-NewtonFluid,1996,67:19−47doi:10.1016/S0377-0257(96)01453-X[37]PakdelP,McKinleyGH.PhysRevLett,1996,77(12):2459doi:10.1103/PhysRevLett.77.2459[38]ChandrasekharS.HydromagnetsandHydrodynamicsStability.NewYork:DoverPublishing,1981[39]LarsonRG.RheolActa,1992,31(3):213−263doi:10.1007/BF00366504[40]TaylorGI.PhilosTransRSocLondon,SerA,1923,223(605-615):289−343doi:10.1098/rsta.1923.0008[41]TurianRM.IndEngChemFundam,1972,11(3):361−368doi:10.1021/i160043a014[42]Andablo-ReyesE,VicenteJd,Hidalgo-AlvarezR.JRheol,2011,55(5):981−986doi:10.1122/1.3606633[43]GriffithsD,WaltersK.JFluidMech,1970,42(2):379−399doi:10.1017/S0022112070001337[44]JohnstonMT,EwoldtRH.JRheol,2013,57(6):1515−1532doi:10.1122/1.4819914[45]ShipmanRW,DennMM,KeuningsR.IndEngChemRes,1991,30(5):918−922doi:10.1021/ie00053a014[46]SharmaV,JaishankarA,WangYC,McKinleyGH.SoftMatter,2011,7(11):5150−5160doi:10.1039/c0sm01312a[47]CastellanosMM,PathakJA,ColbyRH.SoftMatter,2014,10(1):122−131doi:10.1039/C3SM51994E[48]WolffF,MünstedtH.RheolActa,2013,52(4):287−289doi:10.1007/s00397-013-0687-5[49]ShabbirA,HuangQ,BaezaGP,VlassopoulosD,ChenQ,ColbyRH,AlvarezNJ,HassagerO.JRheol,2017,61(6):1279−1289doi:10.1122/1.4998158[50]StadlerFJ.Korea-AustRheolJ,2014,26(3):277−291doi:10.1007/s13367-014-0032-2[51]HawkeLGD,RomanoD,RastogiS.Macromolecules,2019,52(22):8849−8866doi:10.1021/acs.macromol.9b01152[52]WangX,TaoF,SunP,ZhouD,WangZ,GuQ,HuJ,XueG.Macromolecules,2007,40(14):4736−4739doi:10.1021/ma0700025[53]TengC,GaoY,WangX,JiangW,ZhangC,WangR,ZhouD,XueG.Macromolecules,2012,45(16):6648−6651doi:10.1021/ma300885w[54]LippitsDR,RastogiS,TalebiS,BaillyC.Macromolecules,2006,39(26):8882−8885doi:10.1021/ma062284z[55]StadlerFJ,StillT,FytasG,BaillyC.Macromolecules,2010,43(18):7771−7778doi:10.1021/ma101028b[56]LingGH,WangY,WeissR.Macromolecules,2012,45(1):481−490doi:10.1021/ma201854w[57]ScherzLF,CostanzoS,HuangQ,SchlüterAD,VlassopoulosD.Macromolecules,2017,50(13):5176−5187doi:10.1021/acs.macromol.7b00747

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计，根据《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》，进行了塑料拉伸强度及伸长率试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应塑料拉伸试验。关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 塑料 高分子 聚合物 拉伸试验 拉伸强度 伸长率 标称应变塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。塑料是重要的有机合成高分子材料，由于其良好的物理化学性能，以及加工特性，被广泛应用于日常工作与生活中。根据各种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。本次应用选用日常生活中最常见的5种塑料进行试验，可以很直观的对比出各种塑料的力学性能差异。电子万能材料试验机在塑料的力学性能分析中是属于最重要的物理性能测试设备之一。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具，可以在不借助工具的情况下，实现试样的快速夹紧，同时配备样品夹持装置确保每次试样放置位置统一，可以大大测试提高效率以及测试的重现性；夹具采用的楔形夹紧方式，可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力，并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外，本次试验采用的大变形引伸计具有响应快、精度高的特点，配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率，可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据，给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10KN手动楔形拉伸夹具大变形引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度：室温22℃左右载荷传感器：10kN（0.5级） 加载试验速率：5mm/min、50mm/min夹具间距：115mm标距：50mm1.3样品及处理本次试验，选取5款注塑成型的塑料试样，包括原材料或增强塑料，材质分别为PP、PP+EPDM+TD20、ABS、PC、PA6+30GF，尺寸均为GB/T 1040.2标准1A型哑铃状试样，中间平行部分宽度约10mm，厚度约4mm，数量各5个。2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验，将样品夹持在上下夹具中，开启载荷零点保持功能消除样品夹持后的预应力，将大变形引伸计夹持在试样的中间部位后将引伸计清零，对应不同伸长率的样品分别以5mm/min、50mm/min的速度进行试验，直至样品断裂，设备监测到试样断裂后自动停止，设备将测量过程中的力以及变形数据完整记录，并生成拉伸试验曲线。图7 测试系统图（主机、夹具、引伸计）3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果 图13-试验曲线PP图14-试验曲线PP+EPDM+TD20图15-试验曲线ABS图16-试验曲线PC图17-试验曲线PA6+30GF从上(表1)数据以及试验曲线可以看出，拉伸曲线平滑连续，无松动打滑等异常现象，软件可以记录整个过程中完整的试验曲线，可以获取载荷、位移、变形等各项数据用于分析。可以看出各种样品之间因材质不同的曲线差异，其中PP/PP+EPDM+TD20/PC/ABC试样有屈服现象，PA6+30GF无屈服现象，每组各5个试样重现性良好，满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明，鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计，可以完全满足《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得塑料材料的各项力学数据，且稳定可靠，这对于塑料材料的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

近日，Tinius Olsen(天氏欧森)的摆锤冲击试验机IT503获得了科学仪器行业最受关注仪器奖。作为业内重要产品奖项之一，“科学仪器行业最受关注仪器奖”，由仪器信息网发起，全网用户进行投票，该奖项评选旨在表彰当年度受用户关注最高，业内最畅销的仪器。 此次获奖的IT503摆锤冲击试验机，采用简支梁或悬臂梁式冲击，它们无需更换摇锤即可测量冲击强度，主要应用于塑料冲击测试。 IT503将“低高度冲击”测试作为它的一项标准功能，这为非标准高度的低冲击速度与能量测试提供了方便可靠的途径。另外，IT503配有必要的安全防护部件，可以防止操作者及旁观者被试样碎片击中。 除了低能量冲击设备外，Tinius Olsen(天氏欧森)还提供高能量摆锤冲击测试机-IT406、IT542和IT800机型，其中多数可以在夏比配置和悬臂梁式配置之间方便地切换，甚至可以切换成冲击拉伸配置。这些测试机具有多种载荷配置，主要用于确定金属材料的抗冲击性能，而且完全符合ASTM E23, BS EN ISO 148-3, BS EN ISO 148-2 和 ISO 442等标准中的规定。 所有的测试硬件在加入了Tinius Olsen(天氏欧森)开发的软件Horizon后，整合成了一个精确的质量分析系统。 Tinius Olsen(天氏欧森)的官方中文网站即将启动，您可以登陆网站www.tiniusolsen.cn了解更多产品信息。Tinius Olsen(天氏欧森)公司简介： Tinius Olsen （天氏欧森）是行业领先的致力于静态拉伸和压缩材料试验机的制造商和供应商。公司于1880年在美国费城建立，创始人为全球第一台万能材料试验机的发明者Tinius Olsen先生本人。 Tinius Olsen（天氏欧森）的测试设备用于测试材料的强度和性能。 设备能够对金属、聚合物、纺织品、橡胶、胶粘剂、食物等原材料以及成品进行测试。这些测试包括拉伸、剪切、压缩、弯曲、熔体流动、穿刺/爆裂、撕裂、剥离、冲击、摩擦、刚度、热变形、维卡及扭转等。 T Tinius Olsen（天氏欧森）的测试设备，能够按照或高于相关国际和国家标准，如ISO、ASTM、EN、GB等，对原材料和成品进行测试。

2013年9月11日，为期3天的第19届中国国际复合材料展在北京开幕。该展会是亚洲地区规模最大、最具影响力的复合材料行业展览会，在世界名列三甲。展会汇集了中外复合材料领域领先的原材料、成品、工艺设备和试验设备制造商。我院携优势产品DDL100型电子万能试验机和先进的RTSS视频引伸计，引起观众的极大关注。长春机械院在试验机行业耕耘了半个多世纪，为包括复合材料行业在内的诸多行业贡献了大量专业试验设备，用精准可靠的试验数据默默助力行业的发展。本次展出的DDL型电子万能试验机适用于国防，航空，航天，大专院校，质检机构，材料科研等领域研发实验室进行高精力学试验。可对玻璃钢、树脂、橡胶、纤维、陶瓷、粘接剂等复合材料的原料及制品进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等试验，可以精准得出抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、弹性模量等参数，完全满足GB,ISO,ASTM,EN,JIS等标准对复合材料试验的要求。具有完善、简洁的软件操作界面，是复合材料领域必备的试验设备。展出的另一个亮点是RTSS型视频引伸计。该设备是基于数字摄像与实时图像处理技术的非接触式光学测量系统，可进行轴向与径向变形测量、拉伸试验中的应变控制、裂纹探测、动态拉伸试验中的应变研究、动态与高速试验及震动分析等，具有无接触、高精度、测量范围大、支持破断测量等传统引伸计无法比拟的优点。参展期间展览会上有许多新老客户到我院展台前参观、咨询，对我院的产品给予认定和好评。行业的发展、技术的革新、产品的升级离不开试验数据的有力支持。长春机械科学研究院积累五十余年试验机设计制造优势，将一如既往地为复合材料行业的进步提供源源不断的动力，与复合材料行业共同发展。