ASTM D3755 直接拉伸应力下固体电绝缘材料的介电击穿电压和介电强度

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的ASTM D3755 标准描述了一种测试方法，用于确定固体电绝缘材料在直流电压应力下的介电击穿电压和介电强度。

由于某些材料需要特殊处理，因此还应参考ASTM标准或直接适用于被测材料的测试方法。ASTM D149《商用电源频率下固体电绝缘材料介电强度和击穿电压的标准测试方法》适用于确定商用电源频率下电绝缘材料的介电强度。

ASTM D3755中描述的测试方法与IEC 243-2类似。该测试方法中的所有程序均包含在IEC 243-2中。

本测试方法旨在用作直流电压应用的控制和验收测试。它还可用于部分评估特定最终用途的材料，以及检测由于特定劣化原因导致的材料变化。

经验表明，用直流电压得到的故障值一般约为60Hz交流电压故障有效值的2～4倍。

对于非均匀试样，试样内部的电压应力分布由交流电压下的阻抗（主要为电容性）决定。随着直流电压的增加，电压分布仍然主要为电容性，但这在一定程度上取决于电压的上升速率。施加恒定直流电压后，试样上的电压分布由电阻决定。选择直流电压还是交流电压取决于进行失效测试的目的，并且在某种程度上也取决于材料的预期用途。

测试过程中，将样品置于设计合理的电极系统中，通过施加逐渐增大的直流电压，直至样品内部击穿，对样品施加电应力。测试电压以均匀的递增速率施加。直流电压由具有足够电流容量和稳压能力、纹波适中且配有测量和控制输出电压设备的高压电源提供。

材料测试样品的定义和制备应遵循适用于待测材料的 ASTM 方法。必须提供具有代表性的待测材料样品。样品数量应足够进行五次测试。使用固体材料制备测试样品时，与电极接触的表面应保持平行，并尽可能平整光滑。

测试薄固体材料（厚度小于 3 毫米的片状和板材）时，应准备具有足够空间的试样，以防止在测试条件下溢出。

测试厚固体材料时，应将样品浸入绝缘液体中，以防止溢出并最大程度地减少局部放电（厚固体材料的碎片率通常较高）。其他可用于防止溢出的技术包括：

• 在测试样品上加工一个用于放置电极的凹槽。
• 在测试样品上使用盖子。
• 将密封装置在压力下施加到测试样品的上下表面。

用于计算介电强度的厚度应为相关材料测试方法中规定的测量样品的平均厚度。如无规定，厚度测量应在室温（25°C ± 5°C）下进行。如果材料为层状，或已知介电强度会因晶粒尺寸等因素而随取向变化，则应切割样品，使其厚度在工作条件下朝向电场。如果要沿薄材料（例如层压板）的宽度或长度方向进行测试，则可能需要采用特殊程序以防止散射。特定材料的方法中也可能包含此类测试的规定。

除非另有说明，否则应测试五个样品。

简而言之，ASTM D3755 是一项涵盖工业和商业应用中使用的高温热塑性弹性体要求的标准。该标准特别适用于必须在高温环境下保持其物理特性和性能的弹性体。该标准的主要目标是为热塑性弹性体提供一套统一的性能，使其能够承受通常为 150°C 至 200°C 或更高的长期暴露温度。这些材料通常用于汽车、电气、航空航天和工业应用，这些应用对热稳定性、机械完整性和耐化学性至关重要。

ASTM D3755 标准概述了高温热塑性弹性体必须满足的最低性能要求。这些要求通常包括：

• 拉力
• 断裂伸长率
• 抗压缩变形
• 热老化性能
• 硬度（肖氏 A 或 D）
• 比重
• 抗撕裂性

这些特性有助于材料即使在热应力下也能保持其尺寸稳定性、柔韧性和强度。

ASTM D3755 标准包括不同类别的热塑性弹性体，通常基于：

• 聚醚或聚酯基 TPU（热塑性聚氨酯）
• 高温共聚物和共混物
• 提高耐热性和耐化学性的高性能添加剂

根据应用环境，每个等级都适用于特定的用例，例如持续受热、间歇性应力或与油或化学品接触。

ASTM D3755 标准的常见应用领域包括：

• 汽车发动机部件（例如密封件、垫圈）
• 电缆绝缘
• 高性能管道和软管
• 航空管道和连接器
• 工业皮带和机器零件

通过遵守该标准，制造商可以确信其产品在恶劣环境下满足严格的安全性、性能和耐用性要求。简而言之，该标准为材料分类和测试提供了清晰的框架，确保了各行各业的可靠性和一致性。

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