Kaedah Ujian Standard ASTM E831-19 untuk Pengembangan Terma Linear Bahan Pepejal dengan Analisis Termomekanikal

Standard "ASTM E831-19 Kaedah ujian standard untuk pengembangan haba linear bahan pepejal dengan analisis termomekanikal" yang diterbitkan oleh Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika (ASTM) menerangkan kaedah ujian untuk menentukan pekali teknikal pengembangan haba linear bahan pepejal menggunakan teknik analisis termomekanikal. Kaedah ujian ini boleh digunakan untuk bahan pepejal yang menunjukkan kekerasan yang mencukupi sepanjang julat suhu ujian supaya probe penderiaan tidak mengendenkan sampel. Had bawah yang disyorkan bagi pekali pengembangan haba linear yang diukur dengan kaedah ujian ini ialah 5 µm/(m darjah). Kaedah ujian boleh digunakan pada tahap pengembangan yang lebih rendah (atau negatif) dengan kurang ketepatan dan kepekaan. Kaedah ujian ini boleh digunakan untuk julat suhu tolak 120 darjah hingga tambah 900 darjah. Julat suhu boleh dilanjutkan lagi bergantung pada instrumentasi dan bahan penentukuran yang digunakan.

Semua istilah dan takrifan yang diberikan dalam piawaian "ASTM E473-21a Terminologi Standard mengenai Analisis Terma dan Rheologi" dan "ASTM E1142-11 Terminologi Standard mengenai Sifat Termofizik" adalah sah untuk kaedah ujian ini, termasuk istilah analisis haba, pekali pengembangan haba linear, termodilatometri dan analisis termomekanikal. Di samping itu, pekali purata pengembangan haba linear, perubahan panjang berbanding panjang sampel pada suhu ambien, menyatakan perubahan dalam suhu unit yang ditakrifkan oleh suhu titik tengah julat suhu pengukuran.

Kaedah ujian ini menggunakan penganalisis termo-mekanikal atau peranti yang serupa untuk menentukan pengembangan haba linear bahan pepejal apabila tertakluk kepada kadar pemanasan malar. Perubahan dalam panjang sampel direkodkan secara elektronik sebagai fungsi suhu. Pekali pengembangan haba linear boleh dikira daripada data yang direkodkan ini.

Pekali pengembangan haba linear digunakan, sebagai contoh, untuk tujuan reka bentuk dan untuk menentukan sama ada kegagalan akibat tegasan haba akan berlaku apabila jasad pepejal yang terdiri daripada dua bahan berbeza tertakluk kepada perubahan suhu. Kaedah ujian ini adalah setanding dengan piawaian "Kaedah ujian standard ASTM D3386-00 untuk pekali pengembangan haba linear bahan penebat elektrik" untuk menguji bahan penebat elektrik, tetapi meliputi kumpulan bahan pepejal yang lebih umum dan mentakrifkan keadaan ujian dengan lebih khusus. Kaedah ujian ini menggunakan sampel yang lebih kecil dan radas yang jauh berbeza daripada kaedah ujian yang ditakrifkan dalam piawaian ASTM E228-22 dan ASTM D696-16. Kaedah ujian ini boleh digunakan dalam penyelidikan, penerimaan spesifikasi, pematuhan peraturan dan jaminan kualiti.

Peranti analisis termomekanikal digunakan dalam ujian ini. Instrumen ini diperlukan untuk menyediakan keupayaan analisis termomekanikal atau termodilatometrik minimum untuk kaedah ujian ini termasuk:

• Pemegang sampel tegar: Diperbuat daripada bahan pengembangan lengai, pekali rendah untuk memusatkan sampel dalam relau dan untuk mengamankan sampel secara mekanikal ke pangkalan.
• Probe pengembangan tegar: Bahan pengembangan pekali rendah lengai yang bersentuhan dengan daya tekanan yang dikenakan pada sampel.
• Elemen penderiaan: Linear dengan julat minimum 50 mm untuk mengukur anjakan probe pengembangan tegar sehingga tambah/tolak 2 nm disebabkan oleh perubahan dalam panjang sampel.
• Transduser berat atau daya: Untuk menghasilkan daya malar 1 mn hingga 100 mn (0,1 g hingga 10 g) yang dikenakan pada sampel melalui probe pengembangan tegar.
• Ketuhar: Mampu menyediakan pemanasan terkawal seragam (penyejukan) sampel kepada suhu malar atau pada kadar malar antara 2 darjah/min dan 10 darjah/min, melebihi julat suhu yang berkenaan iaitu tolak 150 darjah hingga tambah 1000 darjah.
• Pengawal suhu: Peranti suhu isoterma yang mampu menjalankan program suhu tertentu dengan mengendalikan relau antara had suhu yang dipilih dengan kadar perubahan suhu antara 2 darjah/min dan 10 darjah/min, ditetapkan kepada tambah/tolak 0,1 darjah/min atau tetap kepada tambah/tolak 0,5 darjah.
• Penderia suhu: Boleh dilekatkan pada sampel, bersentuhan dengannya, atau boleh dihasilkan semula berdekatan dengan sampel dan boleh menunjukkan suhu kepada tambah/tolak 0,5 darjah.
• Satu cara untuk mengekalkan persekitaran di sekeliling sampel gas lengai pada kadar gas pembersihan 10 mL/min hingga 50 mL/min. Secara amnya, lebih daripada 99 peratus nitrogen tulen, argon, atau helium digunakan apabila pengoksidaan dalam udara menjadi kebimbangan. Jika kesan kelembapan tidak disiasat, penggunaan gas pembersihan kering disyorkan dan diperlukan untuk operasi pada suhu bawah ambien.
• Peranti pemerolehan data: Untuk menyediakan cara memperoleh, menyimpan dan memaparkan isyarat yang diukur atau dikira, atau kedua-duanya. Isyarat keluaran minimum yang diperlukan untuk analisis termomekanikal ialah perubahan dalam dimensi linear, suhu dan masa.

Kapasiti penyejukan juga diperlukan dalam ujian untuk mengekalkan suhu sampel subambien (jika ukuran subambien perlu dibuat) atau untuk mempercepatkan penyejukan sampel daripada suhu tinggi.

Sampel hendaklah antara 2 mm dan 10 mm panjang dan mempunyai hujung lurus, selari sehingga tambah7tolak 25 µm. Dimensi sisi tidak boleh melebihi 10 mm. Sampel saiz lain boleh digunakan tetapi dimensi mesti dilaporkan. Telah diperhatikan bahawa tahap kerataan dan keselarian ini tidak dapat dicapai dalam beberapa bahan. Sampel yang tidak memenuhi keperluan ini boleh mengakibatkan peningkatan kehilangan sensitiviti. Sampel biasanya diukur seperti yang diterima. Jika beberapa haba atau rawatan mekanikal digunakan pada sampel sebelum ujian, ini harus diperhatikan dalam laporan. Sesetengah bahan, terutamanya komposit, mungkin memerlukan rawatan haba untuk mengkondisikan sampel sebelum ujian untuk menghilangkan tegasan atau herotan. Sebarang rawatan haba sedemikian hendaklah disertakan dalam laporan.

Organisasi kami, yang telah cuba menyokong perniagaan dari setiap sektor dengan pelbagai ujian, pengukuran, analisis dan kajian penilaian yang telah dijalankan selama bertahun-tahun, mempunyai kakitangan yang kukuh yang mengikuti perkembangan dunia dalam bidang sains dan teknologi dan sentiasa memperbaiki dirinya. Dalam konteks ini, perkhidmatan ujian juga disediakan kepada perniagaan mengikut piawaian "Kaedah ujian Standard ASTM E831-19 untuk pengembangan haba linear bahan pepejal melalui analisis termomekanikal".