1 試驗(yàn)內(nèi)容

本次試驗(yàn)將使用上海保圣質(zhì)構(gòu)儀對(duì)固定尺寸的圓柱狀固態(tài)硅膠進(jìn)行硅膠彈性模量和硬度的測試，并計(jì)算出固態(tài)硅膠的軸向彈性模量。質(zhì)構(gòu)儀不僅僅是儀器精密度搞，而且軟件算法非常之多，無論是硅膠的彈性模量直接計(jì)算出，也可以看到硅膠的應(yīng)力，應(yīng)變，不同硅膠形變后的硬度，彈性模量。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

固態(tài)硅膠：由******醫(yī)藥科技有限公司郵寄提供，樣品共1塊。樣品實(shí)際直徑測量為41.77 mm。

2.3 試驗(yàn)方法

選用上海保圣TA.XTC-18研究型質(zhì)構(gòu)儀，因樣品直徑為41.77 mm，為了保證探頭面積大于樣品平面選擇直徑為50 mm柱形探頭進(jìn)行下壓實(shí)驗(yàn)，測定固態(tài)硅膠的彈性模量，下壓形變量20%。

3 試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)樣品進(jìn)行彈性模量測試，測試結(jié)果曲線如圖3所示。

一般來講，對(duì)彈性體施加一個(gè)外界作用力，彈性體會(huì)發(fā)生形狀的改變，“彈性模量"的一般定義是：單向應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力除以該方向的應(yīng)變。材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系（即符合胡克定律）。所以在固態(tài)硅膠下壓過程中，選擇其彈性階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行彈性模量的計(jì)算。為了對(duì)原始數(shù)據(jù)彈性比例區(qū)間進(jìn)行合適的選擇，將10%應(yīng)變曲線圖放大如圖4所示，可以看到曲線斜率有明顯的變化，故此選擇下壓時(shí)間段0-1 s范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，線性擬合R2為0.98，應(yīng)力應(yīng)變呈正比。

選擇0-1 s數(shù)據(jù)，通過軟件勾選自動(dòng)得出結(jié)果，固態(tài)硅膠彈性模量結(jié)果如表1所示。其中，柱形探頭底平面面積大于樣品上表面，故受力面積計(jì)算以測定的樣品直徑41.77 mm計(jì)算，樣品高度由儀器自動(dòng)測定，應(yīng)力與彈性模量由軟件自動(dòng)計(jì)算得出結(jié)果。最后測試得出樣品彈性模量為11.63 kpa。

TAXTC-18測試的硅膠彈性模量和硬度

硅膠如何測量彈性模量？

硅膠彈性是硅膠材料在被拉伸或壓縮后恢復(fù)其形狀的能力。硅膠具有高彈性，硅膠這種高彈性材料通常被認(rèn)為是“有彈性的"，例如一塊橡膠或一個(gè)泡沫球。

用現(xiàn)代方法測試硅膠彈性模量已經(jīng)非常簡單了，只要使用保圣質(zhì)構(gòu)儀就可以開始簡單的測試了。

彈性模量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 29895-2013 橫向振動(dòng)法測試木質(zhì)材料動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量方法

GB/T 5594.2-1985 電子元器件結(jié)構(gòu)陶瓷材料性能測試方法 楊氏彈性模量 泊松比測試方法

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GB/T 22315-2008 金屬材料彈性模量和泊松比試驗(yàn)方法

GB/T 14453-1993 金屬材料高溫彈性模量測量方法

GB/T 24191-2009 鋼絲繩 實(shí)際彈性模量測定方法

GB/T 5166-1998 燒結(jié)金屬材料和硬質(zhì)合金彈性模量測定

GB/T 5986-2000 熱雙金屬彈性模量試驗(yàn)方法

ASTM E111-2004 楊氏彈性模量、正切模量和弦切模量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ASTM B223-2008 恒溫金屬彈性模量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(懸臂梁法)

ASTM B223-85熱雙金屬彈性模量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ASTM E1876-2007 用振動(dòng)脈沖激勵(lì)測定動(dòng)態(tài)楊氏模量、剪切模數(shù)和泊松比的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法