低溫脆性試驗機是材料科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備,其核心原理基于精確控溫與力學(xué)沖擊的協(xié)同作用。設(shè)備通過復(fù)疊式壓縮機制冷技術(shù),將試驗環(huán)境溫度降至-70℃甚至更低,利用乙醇等冷凍介質(zhì)實現(xiàn)熱平衡,結(jié)合循環(huán)攪拌系統(tǒng)確保溫度均勻性,控溫精度可達±0.5℃。當材料試樣在低溫環(huán)境中達到熱平衡后,彈簧沖擊機構(gòu)以1.4-2.4m/s的速度施加沖擊載荷,通過測量試樣斷裂時的臨界溫度,評估其低溫韌性。
實操流程分為四大階段:
設(shè)備準備:檢查電源接地,注入工業(yè)乙醇至液面浸沒制冷銅管且高于試樣5mm,啟動制冷系統(tǒng)預(yù)熱2小時,待溫度穩(wěn)定至設(shè)定值(誤差≤±1℃)。
試樣制備:按標準切割硫化橡膠或塑料試樣,典型尺寸為長25mm、寬6mm、厚2mm,表面無缺陷。
測試執(zhí)行:將試樣垂直夾持于升降裝置,冷凍3分鐘后,沖擊器在0.5秒內(nèi)完成沖擊,記錄斷裂情況。若試樣破壞,提高介質(zhì)溫度;反之降溫,重復(fù)測試直至確定脆性溫度區(qū)間。
數(shù)據(jù)處理:依據(jù)GB/T1682-2014標準,通過至少兩個非破壞試樣與一個破壞試樣的溫度差≤1℃,判定材料脆性溫度。
技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在三方面:
高精度控溫:PID微電腦溫控系統(tǒng)結(jié)合進口傳感器,實現(xiàn)溫度波動≤±0.5℃。
自動化操作:部分機型支持試樣自動旋轉(zhuǎn)定位與多組并行測試,提升效率。
安全防護:配備超溫報警、漏電保護及鋼化玻璃觀測窗,確保操作安全。
該設(shè)備廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造及能源輸送等領(lǐng)域,例如驗證航天器外殼材料在極寒太空中的抗脆斷能力,或評估天然氣管道在低溫環(huán)境下的抗裂性能。