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新型复合材料性能鉴定

复合材料提供产品制造商,具有与更传统材料更具潜在的优势。由两种或更多种不同的材料制成,当合并时比单独的材料强,复合材料通常设计有特定用途。它们广泛的益处包括提高强度,重量减少,效率优异,耐用性以及更大的设计灵活性。由于它们的非导电和耐腐蚀性,它们还具有适合于严厉的苛刻,有毒环境的能力。

通常,复合材料将包括纤维材料,例如玻璃或碳与基质如聚酯,环氧或乙烯基酯组合。碳纤维增强复合材料(CFRPS)玻璃增强聚合物复合材料(grp)更多地用于技术难度较高的应用和严格监管的行业,如航空航天,而玻璃增强聚合物复合材料(grp)更多地用于技术难度较低的应用,如风能技术。188金宝搏app苹果下载

航空航天188金宝搏app苹果下载部门一直在使用复合材料,以便拥有扶持性能多年。188金宝搏手机端Element现在越来越多地帮助客户使用复合材料作为新应用中的键启用材料。例如,复合材料的财产极其轻量级,为低排放电动车提供了巨大的优势,而耐腐蚀性的浮力复合材料可以使用钢铁改造历史设计的石油和天然气平台。

测定复合材料的性能

当任何一种新的复合材料被开发出来时,都需要比使用多年的传统材料进行更多的测试。新复合材料的性能需要通过在各种不同的环境条件下的鉴定测试,涉及多个试件。

当使用金属等传统材料制造新零件时,只需极少的测试结果数据就能证明设计工程师所要求的所有性能,以证明该零件适用于特定用途。这是因为经过多年的使用,人们对金属的行为已经非常了解了。

虽然复合材料可以为设计师和制造商提供显著的优势,但与金属不同,复合材料的材料性能是非各向同性的,这意味着性能在所有方向上都不相同。它们对所施加的力可能会有非常不同的反应,这可能会根据复合材料所暴露的载荷和环境条件有很大的不同。因此,对复合材料在其建议使用期间的行为有完全的信心是至关重要的。实现这一目标的唯一途径是进行广泛的试验,建立必要的试验数据库,并提供制造符合规定安全参数的新零件所需的所有试验数据。

复合材料必须经过原材料制造商的广泛测试,一旦购买,产品或部件制造商也必须对其进行测试。原材料在到达制造工厂时需要进行检验,以确保原材料不受运输的影响。由于复合材料通常只有6个月的生命周期,如果该材料在此期间没有被用于生产,那么就需要对其进行重新认证。在使用复合材料的新产品或部件投入生产之前,需要进行大量的测试。最后,为了持续生产控制目的进行测试也是必要的。

复合材料测试

任何新的复合材料的资格处理都将包括一系列机械和物理测试方法,以评估其强度和耐用性,并确保其适合于目的。

机械测试

机械测试,取决于所用测试样品的几何形状,下降三个关键类别:拉伸,压缩或剪切。

拉伸和压缩测试包括用于在纯加载模式下产生数据,开孔(缺口)测试和填充空穴测试的普通测试,这些测试用于复制寿命行为,其中材料可能需要安装紧固件或螺栓可能会影响材料的寿命。这些测试也可用于模拟材料成分中的缺陷。弯曲测试可作为一种替代或补充的测试程序,以进一步巩固拉伸和压缩力学性能。

剪切测试包括平面内和外平面层间剪切试验。平面内剪切(IPS)试验利用拉伸试验在纤维中产生剪切加载,纤维方向与试验方向呈+/- 45°方向。层间剪切强度试验(ILSS)用于确定层间的剪切强度,也可以提供有关固化程度与纤维基质粘附的信息。

此外,元素的系列188金宝搏手机端裂缝韧性试验说明裂纹或分层的发展如何影响材料的性能。I型试验显示了裂纹的张开和扩展行为,II型试验用于生成裂纹剪切行为数据,III型试验用于生成裂纹撕裂或扭转行为数据。此外,冲击后压缩试验能够显示在受控冲击后材料力学性能的退化。

188金宝搏手机端元件还提供广泛的其他机械测试,包括搭接剪切测试;爬鼓剥离(CDP)检测;轴承测试;角弯曲测试;通过紧固件拉出测试来确定复合材料结构中最薄弱的部分。

物理测试

物理测试对于全面表征新复合材料的性能至关重要,与机械测试不同的是,物理测试不依赖于材料的几何形状。188金宝搏手机端Element提供材料鉴定和认证所需的全面物理测试,包括:

  • 成分含量测试量化新材料中纤维和树脂的百分比。这可以确定,以及空隙含量,使用酸消化或燃烧测试,取决于要测试的材料。
  • 动态机械分析(DMA)测试使用DMA(动态力学分析)来确定玻璃化转变温度,提供了有关该部件的安全上部工作温度的信息。
  • 差示扫描量热法(DSC)测试和其他热转变以表征使用DSC的聚合物固化程度,以及其他重要的热转变,如TM(熔化温度)或TC(结晶温度),如果存在。
  • 傅里叶变换红外分析(FTIR),这是一种利用红外光扫描测试样品并观察化学性质的技术。
  • 高效液相色谱(HPLC)检测识别,量化和分离复合材料的不同组件。

检查复合材料的微观结构

在合格新的复合零件时,分析材料的宏观和微观性能非常重要。这使得能够识别出不必要的皱纹,树脂区域,帘布层,裂缝或分层等问题。使用该技术,还可以量化孔隙率的百分比,也称为空隙含量。由于对允许样品的严格局限性是多孔的严格的限制,这是关键。显微镜也可用于进一步检查一些更复杂的机械测试故障的故障模式。

建立长期生理老化的影响

结合物理和力学测试,充分了解复合材料部件在服役时长期物理老化的影响也很重要。随着时间的推移,材料会暴露在各种环境因素中,如持续的热/湿条件,这会使材料增塑,导致复合材料强度和纤维/基体界面的下降。188金宝搏手机端在受控的环境中,元素可以帮助加速这种老化过程,结果测试后条件样品可以用来显示“最坏的情况”测试结果。

当该测试与原始测试的测试结合时,室温测试样品以及在亚环境温度测试的一系列样品中,可以完整地查看材料如何在所有条件下表现,确保制造商拥有一切他们需要签署零件进行服务。188金宝搏手机端元素还可以帮助制造商了解接触其他调节环境的材料效果,包括清洁液,液压流体和燃料。

采用完整的生命周期方法进行组合测试

188金宝搏手机端元素为复合测试提供了一体的生命周期方法,提供了在早期设计和研发(R&D)在复合制造工艺的早期设计和开发(R&D)阶段来提供了指导,以维持质量和一致性,故障分析和最终完成。这包括导航和解释各种测试标准的细微差别复杂性所需的关键支持。

在我们的ISO 17025认可的最先进的复合测试实验室的工作,Element提供了完整的机械和物理测试,需要证明一个部分是适合的目的。188金宝搏手机端这包括物理老化样品的能力,以比较“最佳情况”和“最坏情况”的测试结果和无损检测(NDT),以收集任何制造或意外缺陷的信息。

我们的团队在研发项目、第一部分认证(FPQ)项目、原材料认证和定制测试项目方面的丰富经验,确保Element可以提供专家建议,以最合适的方式执行所建议的测试计划,并确保准确、可靠的结果。188金宝搏手机端

在测试活动的早期阶段接受专家的建议是非常有益的,可以节省时间和金钱。我们的复合材料专家与制造商密切合作,准备测试,帮助澄清问题,如哪个测试标准可以最好地证明感兴趣的性能,是否所有必要的测试类型已被充分覆盖,以证明部件。

确保平滑的样品制备过程

作为样品制备过程的一部分,Element帮助确保所使用的测试样品具有最合适的几何形状,188金宝搏手机端从最合适的位置和方向提取,并以最佳的频率进行采样。我们的团队也会在测试前帮助确定机器加工和准备这些样品的最佳方法。188金宝搏手机端元件可以进入认可的机械车间,从而能够按照相关测试标准的要求提取、加工和制备测试样品,包括在需要时应用端片和应变片的能力。我们还根据客户的指示制造和维修复合测试板。

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