吴佩仪
广东中认华南检测技术有限公司528427
【摘要】近年来，我国的综合实力实现了飞速的增长，科技也得到了很大进步，非金属材料以其各种优异的性能，在各行各业的应用范围也变得更加广泛。因非金属材料大多形状较为不规整，硬度也各不相同，与传统金属材料差别较大，目前的检测方法已不适用，需要对其检测方法进行进一步的研究。
【关键词】非金属材料；性能指标；检测方法
非金属材料在工业生产、航空航天、军事、建筑等领域具有广泛的应用性和诸多的优越性，但实际在应用的过程中，非金属材料的应用还存在很多缺陷，严重阻碍了社会经济的飞速发展，也对现代化建设有一定程度的影响。因此，对非金属材料的主要性能指标进行多角度、深层次研究，制定更加健全、完善的检测方法已经到了关键时刻。
一、机械性能分析
（一）拉伸试验
拉伸试验是评估材料受到拉伸力的情况下，材料会伸长、变形、产生应力、甚至发生断裂的特性。塑料、橡胶和泡沫材料分别按照相关标准进行。试验时通过夹住标准样条的两头的夹具分离产生对样品的拉伸力，夹具分离速率即样品拉伸速率为可控。记录样品在整个拉伸过程中的受力以及事先在样品上做好的两个标记线间的距离，直到样品发生断裂。可以测定样品的拉伸强度、拉伸模量、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率等性能。
（二）弯曲试验
试验采用三点式的弯曲模型进行，塑料和泡沫材料分别按照相关标准进行。试验时在样品下面规定长度的两端上给予两个支撑，在两个支撑点的中心点样品的上方通过速率可控的压头移动来施加压力，使样品产生弯曲变形。记录弯曲过程的受力以及样品变形的位移，可以测得样品的弯曲强度、弯曲模量等。
（三）冲击试验
冲击试验是评估材料受到外界冲击力产生断裂的抵抗能力。冲击试验有两种，一种是悬臂梁冲击，一种是简支梁冲击。区别在于：悬臂梁冲击是让条形样品垂直放置，夹住样品下半部，摆锤运动平面与样条长度方向处于一个平面；简支梁冲击是让样条水平放置，两端从冲击方向的后面支撑，摆锤运动平面与样条长度方向垂直。样品可以是有缺口或者无缺口，通过摆锤冲击将样品破坏后根据摆锤的剩余能量可以测得样品被破坏消耗的能量，即可测得样品的冲击强度。
二、电性能分析
（一）电气强度
电气强度是指绝缘材料在电场作用下被击穿的单位厚度的电压。电气强度测试按照标准GB/T 1408.1进行，试验是在绝缘材料两边施加连续变化的电压，当电压超过一定值时试验样品被击穿，该电压就是样品的击穿电压。样品的击穿电压与样品厚度有关，厚度越大，击穿电压越高。试验规定了样品的厚度值，击穿电压与厚度的比值就是电气强度。
（二）体积、表面电阻
体积电阻和表面电阻都是表征材料的电绝缘性能。体积电阻是在试样的相对两表面上放置的两电极间所加的直流电压与流过电极间的稳态电流之商；表面电阻是在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商。试验按照标准GB/T 1410进行，体积电阻和表面电阻可以同时进行测试，但测试表面电阻时或多或少的总要包括体积电阻，所以只能近似测量表面电阻。
（三）介质
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数。电介质在交变电场作用下，所积累的电荷有两种分量：（1）有功功率。一种为所消耗发热的功率，又称同相分量；（2）无功功率，又称异相分量。异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。试验通过一定电路测定以样品材料为介质的电容，计算出样品的介电常数和介质损耗。测量结果受频率、温度、湿度和电场强度的影响。
三、耐热性能分析
（一）热变形温度
热变形温度用于评估材料的耐热机械性能。试验按照GB/T 1634进行，试验用长方体样条在样品长度上的规定距离用两规定的支撑头支撑，在支撑中心部位用压头施加规定负荷，让样品升温，样品受热变软会慢慢变形。随着温度升高，样品软化程度变大，变形挠度越大。达到规定形变时对应的温度，该温度就是样品在试验条件下的热变形温度。
（二）球压试验
聚合物材料一般受热会软化，从而影响材料的其他性能如机械性能、电绝缘性能等，进而引发产品的安全隐患。球压试验作为电工产品的非金属材料的耐热试验，用于评估电工产品及其零部件的固体绝缘材料(不包括陶瓷)的耐热性能。
四、阻燃性能分析
（一）灼热丝试验
灼热丝试验就是利用模拟技术评定灼热元件或过载电阻之类的热源在短时间内造成热应力影响的着火危险性。试验的灼热丝是一个规定的电阻丝环，用电加热到规定的温度，使灼热丝的顶端接触样品达到规定的一段时间(30s)，然后离开，观察和测量样品的燃烧情况，灼热丝离开后30s内样品不再燃烧则判定为通过该温度的灼热丝试验。灼热丝可燃性指数是指材料能通过灼热丝试验的最高温度。
（二）针焰燃烧
GB/T 5169.5中的针焰试验如下：试验用内径0.5mm的针产生的12mm高的火焰施加在试验样品表面，记录样品燃烧以及滴落物情况。移去针焰后样品及铺底层的余焰或余灼时间小于30s(包括未起燃)为合格。U L746C标准的试验装置与GB/T 5169.5针焰试验一致，用测试火焰作用于器具30s,隔l min后再作用30s后，材料的燃烧时间应不超过1 min。如试样完全被消耗掉，则测试失败。
五、加工成型性能分析
熔体流动速率，通常作为热塑性树脂质量控制和热塑性塑料成型工艺条件的参数。它是热塑性树脂或塑料在规定温度和恒定负荷下，熔体在一定时间内流过标准毛细管的量。可以用两种方法表示，一种是以l0min时间熔体流过标准毛细管的质量为量度，称为熔体质量流动速率，以符号MFR表示，单位为g/l0min；另一种是以l0min时间熔体流过标准毛细管的体积为量度，称为熔体体积流动速率，以符号MVR表示，单位为ml/l0min。通常使用第一种溶体流动速率MFR表示法。熔体流动速率是用以区别各种热塑性塑料在熔融状态时的流动性。对同一种树脂，可以用MFR来比较其分子量的大小，以作为生产质量的控制。
六、结束语
综上所述，对于非金属材料来说在当前的地位变得越来越重要，直接关系到各个行业的发展状态。本文就针对非金属材料不同方面的性能及相关标准体系给出了较齐全的检测评价方法。但需要注意的是，非金属材料检测项目的选择与其使用要求相关，相关要求往往在下游整机产品标准中会做出明确说明，要根据实际情况进行确定。
【参考文献】
[1]牛奕,马云,李明明,等.非金属材料红外无损检测的建模和数值分析[J].红外技术. 2019(03).
[2]中国建筑工业出版社, 建筑材料热物理性能与数据手册[M].中国建筑科学研究院物理研究所, 2010.