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力學性能（拉伸性能、直角撕裂強度）檢測

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發布時間：2025-08-02 10:17:50 更新時間：2025-08-01 10:17:51

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

力學性能（拉伸性能、直角撕裂強度）檢測

材料的力學性能是其抵抗外力作用能力的關鍵指標，直接決定產品的可靠性、耐久性與安全性。其中，拉伸性能和直角撕裂強度是評估高分子材料（如橡膠、塑料、薄膜、涂層、紡織品等）在受力狀態下行為的最基礎且最重要的性能參數。拉伸性能反映了材料在均勻拉伸載荷下的強度、延展性和剛度，涵蓋多項具體指標；而直角撕裂強度則專門表征材料抵抗裂紋擴展或沿特定方向（通常垂直于施加力方向）被撕開的能力。對這些性能進行精確檢測，對于材料研發、配方優化、生產工藝控制、產品質量驗收及失效分析等環節具有至關重要的意義。

檢測項目

力學性能檢測的核心項目包括：

1. 拉伸性能：

拉伸強度（抗拉強度）：試樣在拉伸斷裂過程中所能承受的最大應力（單位：MPa）。
斷裂伸長率：試樣斷裂時的長度相對于原始標距長度的增量百分比（%）。反映材料的延展性或韌性。
屈服強度：對于有明顯屈服點的材料（如許多塑料），指材料開始產生顯著塑性變形時的應力（MPa）。
彈性模量（楊氏模量）：材料在彈性變形階段內，應力與應變的比值（MPa）。反映材料的剛性或抵抗彈性變形的能力。
定伸應力/定應力伸長率：在特定伸長率下（如100%，300%）對應的應力，或在特定應力下對應的伸長率。

2. 直角撕裂強度： 測量在特定角度（通常為90°）切口下，試樣抵抗撕裂擴展所需的最大力（單位：N 或 kN/m）。它特別適用于評估薄膜、軟質片材、涂層及橡膠制品抵抗裂口繼續擴大的能力。

檢測儀器

進行拉伸性能和直角撕裂強度檢測的核心設備是：

電子萬能材料試驗機：

組成：主要包括高剛性主機框架、精密伺服電機驅動系統、高精度負荷傳感器（力值測量范圍覆蓋檢測需求）、精密位移/變形測量裝置（如引伸計）、上下夾具（拉伸夾具、撕裂夾具）以及計算機控制系統和數據采集分析軟件。
功能：能夠按照設定的速度（恒定速度或程序變化）對試樣施加拉伸力，實時同步精確測量力值、位移、變形（若使用引伸計），并自動繪制應力-應變曲線，計算各項性能參數。
關鍵要求：力值測量精度高（通常要求優于±0.5%）、位移控制精確、夾具夾持牢固可靠且不打滑、測試速度范圍滿足標準要求、軟件功能完備（符合標準算法、報告生成）。對于撕裂測試，需配備專門的直角撕裂夾具。

檢測方法

檢測流程嚴格遵循相關標準，主要步驟概述如下：

1. 試樣制備： 按照標準規定（如GB/T 1040, GB/T 529, ISO 37, ISO 34-1, ASTM D638, ASTM D412, ASTM D624等）的形狀（啞鈴型、條狀等）、尺寸和數量裁切試樣。邊緣應光滑無缺口，避免應力集中。試樣需在標準溫濕度環境下狀態調節足夠時間（通常23±2℃, 50±10% RH，48小時以上）。

2. 測量尺寸： 精確測量試樣的寬度、厚度（至少三點取平均）或截面積，用于計算應力。

3. 裝夾試樣：

拉伸測試： 將試樣兩端對稱、豎直地夾緊在試驗機的上下拉伸夾具中，確保試樣縱軸與拉力方向重合，避免產生扭曲或附加彎曲應力。
直角撕裂測試： 將帶有特定切口（通常為直角方向的一個小切口）的試樣，安裝到專用的直角撕裂夾具上，使撕裂方向與施力方向垂直。

4. 設定參數： 在試驗機控制軟件中設定測試標準、試樣信息、測試速度（拉伸測試速度通常在50-500 mm/min范圍內根據標準選擇，撕裂速度也有規定如50 mm/min）、需要采集的數據項（力、位移、變形等）以及結果計算要求。

5. 進行測試： 啟動試驗機，按設定速度勻速拉伸或撕裂試樣，直至斷裂。軟件實時記錄力-位移曲線。

6. 結果分析： 測試結束后，軟件根據預設的標準算法自動計算并報告各項性能參數（拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度等）。需檢查曲線的有效性，剔除異常結果（如夾具打滑、試樣在夾持處斷裂等）。

檢測標準

力學性能（拉伸、撕裂）檢測必須嚴格依據相關國際、國家或行業標準進行，以確保結果的可比性和權威性。常用標準包括：

通用/塑料材料：

GB/T 1040.1~5-2006 / ISO 527-1~5: 塑料拉伸性能的測定（針對不同類型的塑料和試樣形狀）。
GB/T 529-2008 / ISO 34-1:2015 / ASTM D624-00(2012): 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定（第1部分：褲形、直角形和新月形試樣）。其中GB/T 529-2008主要規定了直角撕裂（無割口直角撕裂法）和褲形撕裂方法。
ASTM D638-14: 塑料材料拉伸性能的標準試驗方法。
ASTM D412-16: 硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸試驗的標準試驗方法。

薄膜/薄片材料：