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浅析非金属材料的主要性能指标与检测方法陈玲玲

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：陈玲玲

[导读] 摘要：随着我国科学技术的进一步发展，在非金属材料的研究领域，也有了十足的进步，对于非金属材料的主要性能指标和其检测方法的研究上也小有成就，但是在实际生活操作过程中，依然存在许多缺陷和不足，这就要求理论界要加强对于非金属材料主要性能和检测方法研究的重视。

        天津卓越建筑工程检测技术有限公司天津市 301161
        摘要：随着我国科学技术的进一步发展，在非金属材料的研究领域，也有了十足的进步，对于非金属材料的主要性能指标和其检测方法的研究上也小有成就，但是在实际生活操作过程中，依然存在许多缺陷和不足，这就要求理论界要加强对于非金属材料主要性能和检测方法研究的重视。本文就立足于非金属材料的主要性能，力图通过进一步的探究，明确其检测方法，为实践中非金属材料的研究提供依据。
        关键词：非金属材料；性能；检测方法
        引言
        非金属材料是指具有导电、导热性能差等非金属性质的材料。随着生产技术的创新和研发，科学家们又合成了其他多样的非金属材料，包括特种陶瓷、合成纤维、合成橡胶等等，这些非金属材料应用到实际的生产生活中，以其实用性为后续生产生活的发展都有积极的意义；非金属材料通常具有机械、阻燃、耐老化等性能，下面就逐一展开介绍：
        一、机械性能
        （一）弯曲测试
        弯曲测试是指采用弯曲模型的方式对非金属材料的弯曲强度、承压性进行测试。测试采用的是三点式的弯曲测试方法，首先将非金属材料的两端固定起来，然后用可控的压力，逐渐向中间施压，记录不同压力下非金属材料的变形程度，根据变形程度测试材料的弯曲能力。
        (二)拉伸测试
        拉伸测试是指通过对非金属材料的拉扯，通过材料的变形程度来测试非金属材料的拉伸性能。国家专门设定了CB/T 1040来规范塑料的拉伸情况，另外出台了GB/T 528、CB/T 6344两种标准来对橡胶和泡沫的拉伸性能进行了标准化规范。拉伸测试就是将非金属材料的两端固定起来，通过一定的速率将材料向两边匀速拉伸，将非金属材料承受不同程度拉伸力所产生的变化进行记录，就可以测试出非金属材料的拉伸强度、断裂临界值等数据，以此测试非金属材料的拉伸性能。
        （三）冲击测试
        冲击测试是对于非金属材料在在遭受外界撞击时的抵御能力，测试的方式主要依据GB/T 1043和GB/T 1843两种标准，简单来说就是简支梁冲击和悬臂梁冲击的测试，简支梁冲击就是让非金属材料水平放置，然后设置摆锤，使摆锤的运动轨迹和非金属材料的摆放方向垂直，然后释放摆锤，根据非金属材料遭受冲击后的破坏程度，来测试非金属材料遭受冲击的程度。
        二、耐热性能
        （一）热变形温度
        热变形温度是指非金属材料受热变形的温度测试，国家对此也规定了GB/T 1634的测试标准，测试时将非金属材料进行固定，随后在中心位置对材料施加压力，材料受到压力受热变形就是热变形的临界值。随着温度逐渐升高，非金属材料开始变软，随后逐渐发生形变，通过观察记录下非金属材料发生形变的温度，这就是非金属材料的热变形温度，通过热变形温度来测试非金属材料的耐热性能。
        （二）维卡软化温度
        维卡软化温度也是非金属材料的一种耐热性能，主要是针对表征材料的测试。在测试时必须遵循国家的相关标准和行业要求。测试时通过通压针对非金属材料的表面施加压力，同时压针横截面积不能超过一平方毫米，必须控制在一平方毫米的范围之内。施加压力后非金属材料的温度会逐步升高。维卡软化温度就是压针刺入非金属材料一平方毫米是的温度。
        （三）球压测试
        部分非金属材料受热会软化变形，从而形成非金属材料应用的弊端，应用不当甚至带来安全隐患。球压测试也是耐热度测试的一种，测试时将压力20N 左右的小钢球放置于非金属材料中心，通过加热非金属材料，使其在特定温度下保持一段时间，通过钢球压出的痕迹的深浅来判断非金属材料的耐热性能。
        三、阻燃性能
        （一）50W火焰燃烧测试
        可采用垂直燃烧和水平燃烧的方式，将非金属材料的一端进行水平或者垂直的固定，其没有固定的另一端就与火焰进行接触，接触时间不小于一分钟，通过观察火焰的燃烧情况和非金属材料的情况来判断非金属材料阻燃的性能。不论是进行水平测试还是垂直测试，非金属材料的大小形状要相同，测试可以分为两组进行。

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也可以设置一定的变量，扩大测试的范围，具体的标准参照GB/T 5139.16.
        （二）HWI测试
        HWI测试是指热死印染指数测试，国家为此制订了IEC60695-2-20为依据标准，该测试是用专门的电热丝缠绕设备将电热丝按照规定缠绕在非金属材料上，缠绕5圈，通电后使电热丝发热，加热非金属材料，通过观察非金属材料是否燃烧而进行记录，记录非金属材料被点燃的时间点和温度，以此作为阻燃测试的温度。
        （三）HAI测试
        这类测试方案就是通过类似隔空的两个支点间的电弧来检测，具体方式是，当有大电流的电路发生了短路的情况下，两个电极之间会出现类似彩虹的电弧，而这种电弧是由于大电流引起的，因此会产生大量的热量从而引起绝缘体的燃烧。测试的方式可用两个不接触的电极，一个电极固定于桌面，另一个电极可围绕这个电极移动，通过不断的靠近和拉远的移动来测试电弧的产生次数及其绝缘材料的承受能力，检测出一分钟产生多少次电弧，绝缘材料承受多少次电弧被点燃。
        四、耐老化性能
        对非金属材料的耐老化性能测试有很多种，通常情况下通过非金属材料某项性能在材料老化前后的变化对比来分析非金属材料的抗老化性能。比如可以通过对非金属材料的热处理，来观察非金属材料的某种性能的变化来考核材料的抗老化性能。或者通过长期改变非金属材料的湿度，观察非金属材料的性能的变化，来考察非金属材料受环境湿度变化的影响。
        五、电性能
        （一）电气强度
        电气强度是指所要研究的绝缘材料，在电场的冲击之下被击穿的电压，换句话说就是绝缘材料能够承受的最大电压，当绝缘材料的厚度越大，所能够承受的电压也就相对较大，因此电气强度也就是电压与材料厚度的比值。
        （二）体积电阻和表面电阻
        其实这个两种电阻的数据可以同时测量，这是根据具体的测量方式导致的，体积电阻就是在材料两端放置的电极所加的直流电压与材料中流过的电压的商；而表面电阻则是一样的计算方式，只是测试的时候在在材料的表面上进行测试计算的，虽说两者可同时进行测量，但是表面电阻的数据总会或多或少的包括体积电阻，因此计算的数据也是一个近似的表面电阻值。
        （三）介电常数和介电损耗
        在电场之中存在的介质会产生相应的感应电荷，而这个感应电荷又会削弱电场，因此介电常数就是在真空中的电场与存在介质的电场之间的比例。而介质在电场之中又有两种存在方式，第一种就是在电场消耗发热的功率；而另一种就是在电场之中无功率，这种就被称之为介电损耗。这种带有介质的电量计算模式也是为了测试出不同的介质对于电场的不同影响作用。
        （四）耐电痕化指数
        所谓电痕化就是指绝缘材料在电场的作用下，由于被水或者其他的介质的污染，导致绝缘材料被破坏，或者慢慢腐蚀，从而导致绝缘材料的失效，形成短路，而这种测试方式也很简单就是在通电绝缘材料之上进行滴水测试在不同等级的电压基础上检测样品能够经受的最大滴水量。
        结束语
        无论是哪种非金属的检测还是使用最后结果都是为了达到市场层面的运用，也正是出于这种目的才需要对各种层出不穷的非金属材料进行严格的监管和测试，因此在非金属材料的使用过程之中也要建立合理的回溯检测机制，做到使用前测试，使用中检修，使用后安全回收的三步走路线，在科技潮流的浪潮之中，非金属材料的使用已经成为了一个常态化的问题，因此，才需要对非金属材料进行严格的检测，在这一基础上提高非金属材料的性能，从而达到非金属材料更广泛的使用，造福于社会和人民。
        参考文献：
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