วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM E831-19 สำหรับการขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุแข็งด้วยความร้อนโดยการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิกส์

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM E831-19 สำหรับการขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุแข็งด้วยความร้อนโดยการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิกส์

มาตรฐาน “ASTM E831-19 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุแข็งโดยการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิกส์” ที่เผยแพร่โดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบสำหรับการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ทางเทคนิคของการขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุแข็งโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิกส์ วิธีทดสอบนี้ใช้ได้กับวัสดุแข็งที่มีความแข็งเพียงพอตลอดช่วงอุณหภูมิการทดสอบ เพื่อไม่ให้หัววัดตรวจจับทำให้ตัวอย่างบุ๋ม ขีดจำกัดล่างที่แนะนำของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนที่วัดได้โดยวิธีการทดสอบนี้คือ 5 µm/(m degree) วิธีการทดสอบสามารถใช้ได้กับระดับการขยายตัวที่ต่ำกว่า (หรือเชิงลบ) โดยมีความแม่นยำและความไวที่น้อยกว่า วิธีการทดสอบนี้ใช้ได้กับช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ลบ 120 องศาถึงบวก 900 องศา สามารถขยายช่วงอุณหภูมิออกไปได้อีกขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และวัสดุการสอบเทียบที่ใช้

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM E831-19 สำหรับการขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุแข็งด้วยความร้อนโดยการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิกส์

คำศัพท์และคำจำกัดความทั้งหมดที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน “ASTM E473-21a ศัพท์มาตรฐานเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางความร้อนและรีโอโลยี” และ “ASTM E1142-11 ศัพท์มาตรฐานเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเทอร์โมฟิสิกส์” มีผลใช้ได้สำหรับวิธีการทดสอบนี้ รวมถึงคำศัพท์การวิเคราะห์ทางความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อน เทอร์โมไดลาโตเมตรี และการวิเคราะห์ทางเทอร์โมเมคานิกส์ นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนเฉลี่ย ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงของความยาวเมื่อเทียบกับความยาวของตัวอย่างที่อุณหภูมิแวดล้อม แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของหน่วยอุณหภูมิที่กำหนดโดยอุณหภูมิจุดกึ่งกลางของช่วงอุณหภูมิในการวัด

วิธีทดสอบนี้ใช้เครื่องวิเคราะห์เทอร์โมแมคคานิกส์หรืออุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันเพื่อกำหนดการขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุแข็งเมื่อได้รับความร้อนในอัตราคงที่ การเปลี่ยนแปลงของความยาวตัวอย่างจะถูกบันทึกในระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ สามารถคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนได้จากข้อมูลที่บันทึกไว้เหล่านี้

ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนจะถูกนำมาใช้ เพื่อวัตถุประสงค์ในการออกแบบ และเพื่อกำหนดว่าความล้มเหลวเนื่องจากความเครียดจากความร้อนจะเกิดขึ้นหรือไม่ เมื่อวัตถุแข็งที่ประกอบด้วยวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกันได้รับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ วิธีทดสอบนี้เทียบได้กับมาตรฐาน “ASTM D3386-00 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุฉนวนไฟฟ้า” สำหรับการทดสอบวัสดุฉนวนไฟฟ้า แต่ครอบคลุมกลุ่มวัสดุแข็งทั่วไปกว่าและกำหนดเงื่อนไขการทดสอบได้เฉพาะเจาะจงมากขึ้น วิธีทดสอบนี้ใช้ตัวอย่างขนาดเล็กกว่าและอุปกรณ์ที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากวิธีการทดสอบที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ASTM E228-22 และ ASTM D696-16 วิธีทดสอบนี้สามารถใช้ในการวิจัย การยอมรับข้อกำหนด การปฏิบัติตามข้อกำหนด และการรับรองคุณภาพ

การทดสอบเหล่านี้ใช้เครื่องมือวิเคราะห์เทอร์โมแมคคานิกส์ เครื่องมือนี้จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ทางเทอร์โมแมคคานิกส์หรือเทอร์โมไดลาโตเมตริกขั้นต่ำสำหรับวิธีการทดสอบนี้ ได้แก่:

  • ที่จับตัวอย่างแบบแข็ง: ทำจากวัสดุเฉื่อยที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ เพื่อยึดตัวอย่างให้อยู่ตรงกลางเตาเผาและยึดตัวอย่างไว้กับฐานด้วยกลไก
  • หัววัดการขยายตัวแบบแข็ง: วัสดุการขยายตัวเฉื่อยที่มีค่าสัมประสิทธิ์ต่ำที่สัมผัสกับแรงดันที่กระทำกับตัวอย่าง
  • องค์ประกอบการตรวจจับ: เชิงเส้นที่มีช่วงขั้นต่ำ 50 มม. เพื่อวัดการเคลื่อนตัวของหัววัดการขยายตัวแบบแข็งสูงสุดถึงบวก/ลบ 2 นาโนเมตรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความยาวของตัวอย่าง
  • ตัวแปลงน้ำหนักหรือแรง: เพื่อผลิตแรงคงที่ 1 ถึง 100 ล้านหน่วย (0,1 กรัม ถึง 10 กรัม) ที่ใช้กับตัวอย่างโดยใช้หัววัดการขยายตัวแบบแข็ง
  • เตาอบ: ความสามารถในการให้ความร้อน (ความเย็น) ตัวอย่างที่ควบคุมได้สม่ำเสมอในอุณหภูมิคงที่หรือในอัตราคงที่ระหว่าง 2 องศาต่อนาทีถึง 10 องศาต่อนาที ในช่วงอุณหภูมิที่ใช้ได้ตั้งแต่ -150 องศาถึง +1000 องศา
  • ตัวควบคุมอุณหภูมิ: อุปกรณ์อุณหภูมิคงที่ที่สามารถรันโปรแกรมอุณหภูมิเฉพาะได้โดยการทำงานของเตาเผาระหว่างขีดจำกัดอุณหภูมิที่เลือกด้วยอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่าง 2 องศาต่อนาทีถึง 10 องศาต่อนาที โดยกำหนดค่าไว้ที่บวก/ลบ 0,1 องศาต่อนาทีหรือกำหนดค่าไว้ที่บวก/ลบ 0,5 องศา
  • เซ็นเซอร์อุณหภูมิ: สามารถติดเข้ากับตัวอย่าง สัมผัสกับตัวอย่าง หรือวางไว้ใกล้กับตัวอย่างได้ และสามารถระบุอุณหภูมิได้ถึงบวกหรือลบ 0,5 องศา
  • วิธีการรักษาสภาพแวดล้อมรอบ ๆ ตัวอย่างก๊าซเฉื่อยด้วยอัตราก๊าซเป่า 10 มล./นาทีถึง 50 มล./นาที โดยทั่วไปแล้ว ไนโตรเจน อาร์กอน หรือฮีเลียมบริสุทธิ์มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ จะถูกนำมาใช้เมื่อมีปัญหาเรื่องการออกซิเดชันในอากาศ หากไม่ต้องการตรวจสอบผลกระทบของความชื้น แนะนำให้ใช้ก๊าซเป่าแห้ง และจำเป็นสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม
  • อุปกรณ์รับข้อมูล: เพื่อให้มีวิธีการรับ จัดเก็บ และแสดงสัญญาณที่วัดหรือคำนวณได้ หรือทั้งสองอย่าง สัญญาณเอาต์พุตขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์เทอร์โมเมคานิคส์คือการเปลี่ยนแปลงของมิติเชิงเส้น อุณหภูมิ และเวลา

นอกจากนี้ ความสามารถในการทำความเย็นยังจำเป็นในการทดสอบเพื่อรักษาอุณหภูมิของตัวอย่างที่ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม (หากต้องทำการวัดที่ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม) หรือเพื่อเร่งการทำความเย็นของตัวอย่างจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น

ตัวอย่างควรมีความยาวระหว่าง 2 มม. ถึง 10 มม. และมีปลายตรงขนานกันไม่เกิน +7-25 µm ขนาดด้านข้างต้องไม่เกิน 10 มม. อาจใช้ตัวอย่างที่มีขนาดอื่นได้ แต่จะต้องมีการรายงานขนาด จากการสังเกตพบว่าวัสดุบางชนิดไม่สามารถบรรลุระดับความเรียบและความขนานนี้ได้ ตัวอย่างที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้อาจส่งผลให้สูญเสียความไวเพิ่มมากขึ้น ตัวอย่างโดยทั่วไปจะถูกวัดตามที่ได้รับ หากมีการใช้ความร้อนหรือวิธีการทางกลกับตัวอย่างก่อนการทดสอบ ควรระบุไว้ในรายงาน วัสดุบางชนิด โดยเฉพาะวัสดุคอมโพสิต อาจต้องได้รับการให้ความร้อนเพื่อปรับสภาพตัวอย่างก่อนการทดสอบ เพื่อขจัดความเครียดหรือการบิดเบือน การให้ความร้อนดังกล่าวควรจะรวมอยู่ในรายงานด้วย

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM E831-19 สำหรับการขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุแข็งโดยการวิเคราะห์ทางเทอร์โมเมคานิกส์”

WhatsApp