ASTM E1640-23 طريقة الاختبار القياسية لتحديد درجة حرارة انتقال الزجاج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي

ASTM E1640-23 طريقة الاختبار القياسية لتحديد درجة حرارة انتقال الزجاج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي

يصف معيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM E1640-23 لتحديد درجة حرارة التزجج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد (ASTM) طريقة اختبار تتضمن تعيين درجة حرارة التزجج (Tg) لـ المواد باستخدام المحللات الميكانيكية الديناميكية. تنطبق طريقة الاختبار هذه على البوليمرات البلاستيكية الحرارية، والبوليمرات المتصلدة بالحرارة، والمواد البلورية جزئيًا التي تكون مستقرة حرارياً في منطقة التحول الزجاجي.

ASTM E1640-23 طريقة الاختبار القياسية لتحديد درجة حرارة انتقال الزجاج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي

يعتمد نطاق درجة الحرارة الصالحة لطريقة الاختبار هذه على الأجهزة المستخدمة، ولكن لتغطية جميع المواد، يجب أن تكون درجة الحرارة الدنيا حوالي 150 درجة تحت الصفر.

تم تصميم طريقة الاختبار هذه للمواد ذات معامل المرونة في حدود 0,5 ميجا باسكال إلى 100 جيجا باسكال.

تشمل المصطلحات الفنية المحددة المستخدمة في هذه المواصفة القياسية "المصطلحات القياسية ASTM D4092-21 للمواد البلاستيكية: الخواص الميكانيكية الديناميكية" و"بما في ذلك درجة مئوية، والمحلل الميكانيكي الديناميكي، والتزجج، ودرجة حرارة التزجج، ومعامل الفقد، ومعامل التخزين، ودلتا الظل، واللزوجة المرنة". تم تضمينه في معيار ASTM E1142-15 المتعلق بالمصطلحات الفيزيائية الحرارية.

عند إجراء الاختبارات، يتم وضع عينة من الأشكال الهندسية المعروفة في تذبذب ميكانيكي بتردد ثابت أو رنان ويتم رصد التغيرات في الاستجابة اللزوجة المرنة للمادة كدالة لدرجة الحرارة. في ظل الظروف المثالية، عند التسخين، تتميز منطقة التزجج بانخفاض سريع في معامل التخزين وزيادة سريعة في معامل الفقد ودلتا الظل.

تتم الإشارة إلى التزجج في عينة الاختبار من خلال البداية المستقرة للانخفاض في معامل التخزين، مما يشير إلى التحول من مادة صلبة زجاجية إلى مادة صلبة مطاطية.

يمكن استخدام طريقة الاختبار هذه للعثور على منطقة التزجج وتعيين درجة حرارة التزجج للمواد غير المتبلورة وشبه البلورية. تقوم أجهزة التحليل الميكانيكية الديناميكية بمراقبة التغيرات في خصائص اللزوجة المرنة للمادة كدالة لدرجة الحرارة والتردد، مما يوفر طريقة لقياس هذه التغييرات. في الحالات المثالية، تشير درجة حرارة بداية الانخفاض في معامل التخزين إلى التزجج.

يحدث التزجج عبر نطاق من درجات الحرارة. تقوم هذه الطريقة بتعيين درجة حرارة واحدة (Tg) لتمثيل نطاق درجة الحرارة المقاس بالتحليل الميكانيكي الديناميكي. يمكن تحديد Tg بتقنيات مختلفة وقد يختلف اعتمادًا على التقنية.

تعتبر درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) مفيدة في توصيف العديد من الخصائص الفيزيائية المهمة للمواد البلاستيكية الحرارية والمواد المتصلبة بالحرارة والمواد شبه البلورية، بما في ذلك تاريخها الحراري وظروف المعالجة والاستقرار الفيزيائي وتطور التفاعلات الكيميائية ودرجة المعالجة وكل من العوامل الميكانيكية والميكانيكية. السلوك الكهربائي.

تعتبر طريقة الاختبار هذه مفيدة لمراقبة الجودة وقبول المواصفات والبحث.

وبما أن حجم العينة غالباً ما يكون صغيراً، فمن الضروري أن تكون كل عينة متجانسة أو ممثلة للمادة ككل، أو كليهما. زيادة أو نقصان معدلات التسخين عن تلك المحددة قد يغير النتائج.

درجة الحرارة الانتقالية هي دالة للتردد التجريبي، لذلك يجب دائمًا تحديد تردد الاختبار. (تزداد درجة الحرارة الانتقالية مع زيادة التردد). يمكن إنجاز الاستقراء إلى تردد مشترك باستخدام عامل إزاحة تردد محدد مسبقًا أو بافتراض عامل إزاحة تردد يبلغ حوالي 8 درجات لكل عقد من التردد. ويجب الإبلاغ عن مثل هذه الاستقراءات.

تتمثل وظيفة الجهاز المستخدم في هذه الاختبارات في الاحتفاظ بعينة ذات حجم موحد، مما يسمح للعينة بالعمل كعنصر مرن ومشتت في نظام متذبذب ميكانيكيًا. تعمل أجهزة التحليل الميكانيكية الديناميكية عمومًا في أحد الأوضاع المتعددة.

يتضمن هذا الجهاز:

  • المشابك عبارة عن ترتيب تثبيت يسمح بإمساك العينة. يمكن تثبيت العينات عن طريق التثبيت من كلا الطرفين (في معظم الأنظمة)، أو طرف واحد (مثل البندول الالتوائي)، أو أي طرف (الانحناء الحر بين حواف الشفرة).
  • الإجهاد التذبذبي مخصص لتطبيق التشوه التذبذبي (الإجهاد) أو الإجهاد التذبذبي على العينة. يمكن تطبيق التشوه ثم تحريره، كما هو الحال في الأجهزة التي تهتز بحرية، أو يمكن تطبيقه بشكل مستمر، كما هو الحال في أجهزة الاهتزاز القسري.
  • إنه كاشف لتحديد المعلمات التجريبية التابعة والمستقلة مثل القوة (أو التوتر) والإزاحة والتردد ودرجة الحرارة. يجب أن تكون درجات الحرارة قابلة للقراءة إلى زائد/ناقص 0,1 درجة، والقوة إلى زائد/ناقص 1 بالمائة، والتردد إلى زائد/ناقص 0,1 هرتز. ينبغي وضع جهاز استشعار درجة الحرارة في أقرب وقت ممكن من عينة الاختبار، ولكن ليس في اتصال.
  • جهاز التحكم في درجة الحرارة والفرن مخصصان للتحكم في درجة حرارة العينة عن طريق التسخين أو التبريد أو توفير بيئة تجريبية مستقرة. يجب أن يكون مبرمج درجة الحرارة مستقرًا بدرجة كافية للسماح بقياس درجة حرارة العينة إلى زائد/ناقص 0,5 درجة. دقة قياس درجة الحرارة المطلوبة هي زائد/ناقص 1,0 درجة.
  • جهاز الحصول على البيانات هو توفير وسيلة للحصول على وتخزين وعرض الإشارات المقاسة أو المحسوبة أو كليهما. الحد الأدنى من إشارات الإخراج المطلوبة للتحليل الميكانيكي الديناميكي هي معامل التخزين ومعامل الخسارة ودلتا الظل ودرجة الحرارة والوقت. قد تعرض بعض الأجهزة المناسبة لهذا الاختبار فقط معامل التخزين الخطي أو اللوغاريتمي، بينما قد تعرض أجهزة أخرى معامل التخزين الخطي أو اللوغاريتمي أو كليهما. وينبغي الحرص على استخدام نفس مقياس المعامل عند مقارنة العينات غير المعروفة ومقارنة النتائج من أداة إلى أخرى.
  • يتم توفير النيتروجين والهيليوم أو الغازات الأخرى لأغراض التنظيف. يتم استخدام نفس غاز التطهير لمعايرة وقياس عينة الاختبار.
  • الفرجار أو أجهزة قياس الطول الأخرى مخصصة لقياس الأبعاد (أو الأطوال ضمن) زائد/ناقص 0,01 مم.

من بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي تقدمها للشركات في مختلف القطاعات، توفر مؤسستنا خدمات الاختبار المحددة في المعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM E1640-23 لتحديد درجة حرارة التزجج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي" مع موظفيها المدربين. والموظفين الخبراء والمعدات التكنولوجية المتقدمة كما أنه يعطي.

واتس اب