Štandardné skúšobné metódy ASTM E345 pre skúšku ťahom kovových fólií

Norma ASTM E345 pre ťahové skúšky kovových fólií , ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM) , opisuje skúšobné metódy na stanovenie pevnosti v ťahu kovových fólií pri izbovej teplote. Výnimky z týchto metód môžu byť vyžadované v jednotlivých špecifikáciách alebo skúšobných metódach pre daný materiál.

Ťahové skúšky poskytujú informácie o pevnosti a ťažnosti materiálov pri jednoosových ťahových napätiach. Tieto informácie môžu byť užitočné pri porovnávaní materiálov, vývoji zliatin, kontrole kvality a návrhu.

Výsledky ťahových skúšok špecifických častí dielu alebo materiálu nemusia úplne odrážať pevnosť a ťažnosť celého konečného výrobku v prevádzke v rôznych prostrediach. Tieto skúšobné metódy sa považujú za primerané na akceptačné skúšky komerčných zásielok, pretože sa na tento účel široko používajú.

Ťahové skúšky poskytujú prostriedok na určenie ťažnosti materiálov meraním predĺženia alebo zmenšenia plochy. S klesajúcou hrúbkou vzorky sa však ťahové skúšky môžu stať menej užitočnými pri určovaní ťažnosti. Na tieto účely je alternatívnou metódou merania ťažnosti štandardná skúšobná metóda ASTM E796. Rôzne odvetvia rozlišujú medzi fóliou a plechom s rôznou hrúbkou.

Táto norma sa líši od skúšobných metód opísaných v norme ASTM E8/E8M v tom, že umožňuje stanovenie hrúbky vzorky vážením a v prípade niektorých vzoriek aj predĺženie v dôsledku posunutia priečnej hlavy.

Norma ASTM E345 nedokáže definovať rozsah hrúbky pre každú možnú zliatinu, preto by sa mala použiť namiesto štandardných skúšobných metód ASTM E8/E8M alebo iných noriem pre skúšku ťahom. Aby sa predišlo poškodeniu materiálu a dosiahla sa dostatočná presnosť, lepšie výsledky pre danú zliatinu a hrúbku možno získať vážením hrúbky vzorky. Okrem toho sú pre danú zliatinu a hrúbku prijateľné konvenčné extenzometre, ktoré sú v kontakte so vzorkou a používajú sa na určenie predĺženia v dôsledku posunutia priečnej hlavy.

Stručne povedané, norma ASTM E345 je kľúčová norma, ktorá opisuje postupy ťahových skúšok kovových fólií, najmä tých, ktoré sú tenšie ako 0,150 mm. Táto norma je nevyhnutná pre odvetvia, ktoré sa spoliehajú na tenké kovové fólie, ako sú tie, ktoré sa používajú v lítium-iónových batériách pre elektrické vozidlá, elektroniku a letecký priemysel. Poskytnutím štandardizovanej metódy na hodnotenie pevnosti a ťažnosti týchto materiálov pri jednoosových ťahových napätiach táto norma zabezpečuje konzistentnosť a spoľahlivosť pri testovaní materiálov.

Norma ASTM E345 sa zameriava na skúšky ťahom kovových fólií pri izbovej teplote. Táto norma je určená pre tenké, krehké vzorky, čím sa odlišuje od iných noriem na skúšky ťahom, ako napríklad ASTM E8/E8M, používaných pre hrubšie kovové materiály. Medzi kľúčové vlastnosti tejto normy patria:

Hrúbka vzorky: Použiteľné pre kovové fólie tenšie ako 0,150 mm.
Typy skúšok: Meria pevnosť v ťahu, medzu klzu, predĺženie a ťažnosť pomocou jednoosových skúšok ťahu.
Typy vzoriek: Táto norma definuje vzorky typu A a typu B. Typ A sa vo všeobecnosti používa pre tenšie fólie, zatiaľ čo typ B sa používa pre mierne hrubšie fólie. Táto norma sa tiež odvoláva na vzorky typu C pre určité aplikácie.

Táto norma zdôrazňuje, že pre určité materiály môžu byť potrebné výnimky z týchto metód, ako je uvedené v jednotlivých špecifikáciách. Taktiež uvádza, že vzhľadom na citlivú povahu vzoriek by používatelia mali zaviesť vhodné bezpečnostné, zdravotné a environmentálne postupy.

Ťahové skúšky podľa normy ASTM E345 poskytujú kritické údaje o mechanických vlastnostiach kovových fólií vrátane:

Pevnosť: Medza pevnosti v ťahu a medza klzu.
Ťažnosť: Meria sa predĺžením alebo zmenšením plochy a udáva, do akej miery sa materiál môže deformovať predtým, ako sa zlomí. Táto informácia je dôležitá pre:
- Porovnanie materiálov: Vyhodnotenie rôznych zložení zliatin alebo fólií.
- Vývoj zliatin: Optimalizácia materiálových vlastností pre špecifické aplikácie.
Kontrola kvality: Zabezpečenie, aby fólie spĺňali výkonnostné normy pre komerčné zásielky.
Návrh: Poskytnúť údaje pre inžinierske aplikácie s použitím tenkých fólií.

Kľúčovou aplikáciou normy ASTM E345 je testovanie kovových fólií používaných ako zberače prúdu v lítium-iónových batériách pre elektrické vozidlá. Hliníkové a medené fólie musia odolávať napučaniu počas cyklov nabíjania a vybíjania batérie, takže pevnosť v ťahu a predĺženie v medzi klzu sú rozhodujúce pre životnosť a kvalitu batérie. S vývojom technológie batérií o materiály, ako je lítium-kremík, dôležitosť normy ASTM E345 pri hodnotení predĺženia fólie neustále rastie. Rýchlo rastúci dopyt po elektrických vozidlách ešte viac zvýšil dôležitosť tejto normy pri zabezpečovaní spoľahlivosti komponentov batérie.

Norma ASTM E345 stanovuje špecifické postupy na zabezpečenie presného a opakovateľného testovania citlivých kovových fólií:

Príprava vzorky:
- Vzorky typu A: Môžu byť spracované do balíčkov pomocou frézy a ich okraje môžu byť skontrolované pri približne 20-násobnom zväčšení, aby sa zabezpečila hladkosť a absencia škrabancov alebo vrások.
- Meranie: Pri veľmi tenkých fóliách sa hrúbka môže určiť hmotnosťou, aby sa predišlo poškodeniu vzorky, na rozdiel od normy ASTM E8/E8M, ktorá vo všeobecnosti používa priame meranie.
Riešenia pre udržanie údajov:
- Klinové chápadlá: Pre väčšinu testov sa odporúčajú zúbkované konce, ktoré zabezpečujú bezpečné uchopenie dlhých, tvárnych vzoriek. Pri fóliách tenších ako 0,076 mm sa uprednostňujú hladké konce, aby sa zabránilo roztrhnutiu. Na minimalizáciu poškodenia uchopovacej plochy možno použiť tlmiaci materiál, ako napríklad papier z karbidu kremíka so zrnitosťou 320.
- Pneumatické úchytky s bočným pôsobením: Sú preferované na testovanie veľkého objemu kvôli ich opakovateľnosti a účinnosti. Tieto úchytky umožňujú rýchle nakladanie vzorky a konzistentný uchopovací tlak, čím sa znižuje riziko nadmerného alebo nedostatočného uchopenia. Rýchlo vymeniteľné povrchy (vrúbkované, gumené alebo hladké) zvyšujú všestrannosť.
Meranie napätia:
- Extenzometre: Kontaktné aj bezkontaktné extenzometre spĺňajú požiadavky normy na presnosť. Bezkontaktné videoextenzometre sa odporúčajú pre vzorky s vysokou energiou lomu, pretože nepoškodzujú krehké fólie.
- Posun priečnej hlavice: Povolený na meranie predĺženia v situáciách, kde by kontaktný extenzometer mohol ovplyvniť výsledky alebo poškodiť vzorku.
Testovacie zariadenie: Táto norma odporúča použitie univerzálneho testovacieho stroja, ktorý spĺňa požiadavky normy ASTM E4. Vhodné sú stolové univerzálne testovacie stroje. Niektoré systémy sú predprogramované tak, aby spĺňali normu ASTM E345.

V dôsledku toho je norma ASTM E345 základnou normou pre testovanie pevnostných vlastností tenkých kovových fólií, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v odvetviach, ako je výroba batérií pre elektrické vozidlá, elektronika a letecký priemysel. Jej zameranie na presné vzorky, presné techniky merania a vhodné riešenia uchopenia zabezpečuje presné posúdenie pevnosti a ťažnosti. Keďže dopyt po vysokovýkonných fóliách rastie, najmä v aplikáciách batérií pre elektrické vozidlá, norma ASTM E345 zostáva kľúčová pre kontrolu kvality, vývoj materiálov a dizajn.

Naša organizácia, ktorá už mnoho rokov slúži podnikom a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, zamestnáva kvalifikovaný tím a rozsiahlu infraštruktúru na vykonávanie testovania, merania a analýz v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnými skúšobnými metódami ASTM E345 pre ťahové skúšky kovových fólií.