塑料线性热膨胀系数（室温～260）检测

塑料线性热膨胀系数（室温～260℃）检测方案

检测原理

塑料线性热膨胀系数（CTE）定义为材料在单位温度变化下长度的相对变化量，公式为：

α=L0⋅ΔTΔL

其中：

• α：线性热膨胀系数（单位：10−6/℃）；

• ΔL：长度变化量（mm）；

• L0：初始长度（mm）；

• ΔT：温度变化量（℃）。

检测标准

1. ：

• ISO 11359-2：《塑料 热机械分析法（TMA） 第2部分：线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的测定》。

• ASTM E831：《线性热膨胀系数的标准试验方法（TMA法）》。

2. 中国标准：

• GB/T 1036：《塑料 线性热膨胀系数测定方法》（适用于-30℃至30℃范围，若需扩展至260℃，需结合TMA法）。

• GB/T 16920-2015（参考玻璃测试原理）及针对特定塑料（如环氧树脂、硅胶）的专用标准。

检测设备与条件

1. 核心设备：

• 温度范围：-150℃至1000℃（覆盖室温～260℃需求）；

• 位移传感器精度：≤0.01μm；

• 模式：拉伸模式（常用）；

• 分辨率：0.001μm（适用于薄膜或超精密部件）。

• 热机械分析仪（TMA）：

• 石英膨胀计（替代方案，适用于低CTE材料）。

2. 试样要求：

• 矩形试样：长×宽×厚=30mm×5mm×2mm（典型尺寸）；

• 圆柱体试样：直径6mm，长度30mm；

• 端面平行度≤0.02mm，表面光洁度Ra≤0.8μm。

• 尺寸：

• 制备方法：注塑、压塑或机械加工，需消除内应力（如退火处理）。

• 数量：至少3个试样，取平均值以提高数据可靠性。

3. 环境条件：

• 试样需在标准环境（23℃±2℃，50%±5% RH）下调节至少40小时。

检测步骤

1. 试样安装：

• 将试样固定在TMA夹具中，施加微小预应力（如0.01N）以消除间隙；

• 调整位移传感器至零位。

2. 温度控制：

• 初始温度：室温（25℃）；

• 升温速率：5℃/min（平衡测试时间与热滞后效应）；

• 目标温度：260℃（根据材料特性设定）。

3. 数据采集：

• 记录试样长度随温度的变化曲线（ΔL vs. T）；

• 绘制膨胀-温度曲线，计算温度间隔内的平均CTE。

结果分析与报告

1. 计算方法：

• 根据公式 α=L0⋅ΔTΔL 计算各温度段的CTE值；

• 取多次测试的平均值作为Zui终结果。

2. 报告内容：

• 测试样品名称或代码；

• 依据的标准名称及编号；

• 使用的测试方法（TMA法）；

• 实验结果（至小数点后两位）；

• 测试日期及实验者信息；

• 对标准程序的变更说明（如有）。

关键注意事项

1. 蠕变与弹性应变：

• 塑料在高温下可能产生蠕变或弹性应变，需在测试中控制应力并消除间隙。

2. 试样状态调节：

• 确保试样在标准环境下充分调节，避免湿度或温度波动影响结果。

3. 升温速率优化：

• 升温速率过快可能导致热滞后效应，需根据材料特性调整（如0.5-5℃/min）。

4. 设备校准：

• 定期校准位移传感器和温度控制系统，确保测量精度。