材料科学基础实验讲义温州大学化学与材料工程学院
材料科学基础 实验讲义 温州大学 化学与材料工程学院
目录实验一塑料拉伸强度的测定3.10实验二塑料冲击强度的测定实验三塑料弯曲强度实验14...21实验四有机玻璃透光率和雾度的测定...26实验五陶瓷显微硬度的测定..30.实验六PVC人造革透湿度的测定..32实验七陶瓷热稳定性的测定..实验八塑料软化点（维卡）的测定.3537..38实验九材料氧指数测试...42实验十材料耐磨性能测试.实验十一平板法测定材料导热系数..48实验十二、材料的介电强度测试.542
2 目录 实验 一 塑料拉伸强度的测定.3 实验二 塑料冲击强度的测定.10 实验 三 塑料弯曲强度实验.14 实验四 有机玻璃透光率和雾度的测定.21 实验 五 陶瓷显微硬度的测定.26 实验六 PVC 人造革透湿度的测定.30 实验七 陶瓷热稳定性的测定.32 实验八 塑料软化点（维卡）的测定.35 37 实验九 材料氧指数测试.38 实验十 材料耐磨性能测试.42 实验十一 平板法测定材料导热系数 .48 实验十二、材料的介电强度测试.54
实验一塑料拉伸强度的测定【实验目的】（1）掌握塑料拉伸强度的测定方法。(2）学会由被测试材料的应力-应变曲线判断材料的类型。【实验原理】塑料的拉伸性能是塑料力学性能中最重要、最基本的性能之一。几乎所有的塑料都要考核拉伸性能的各项指标，这些指标的高低很大程度地决定该种塑料的使用场合。拉伸性能的好坏，可以通过拉伸试验进行检验。如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。从这些测试值的高低，可对塑料的拉伸性能作出评价。拉伸试验测出的应力、应变对应值，可绘制应力一应变曲线。从曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值。曲线下方所包括的面积代表材料的拉伸破坏能。它与材料的强度和韧性相关。强而韧的材料，拉伸破坏能大，使用性能也佳。拉伸试验可为质量控制，按技术要求验收或拒收产品。研究、开发与工程设计及其他目的提供数据。所以说，拉伸性能测试是非常重要的一项试验。（1）定义1.拉伸应力一一试样在计量标距范围内，单位初始横截面上承受的拉伸负荷。2.拉伸强度一在拉伸试验中，试样直到断裂为止，所承受的最大拉伸应力。3．拉伸断裂应力一一在拉伸应力一应变曲线上，断裂时的应力4．拉伸屈服应力一一在拉伸应力-应变曲线上，屈服点处的应力。5.偏置屈服应力一一应力一应变曲线偏离直线性达规定应变百分数（偏置）时的应力。3
3 实验 一 塑料拉伸强度的测定 【实验目的】 (1) 掌握塑料拉伸强度的测定方法。 (2) 学会由被测试材料的应力 -应变曲线判断材料的类型。 【实验原理】 塑料的拉伸性能是塑料力学性能中最重要、最基本的性能之一。几乎所有的 塑料都要考 核拉伸性能的各项指标 , 这些指标的高低很大程度地决定该种塑料的使用场合。 拉伸性能的好坏 , 可以通过拉伸试验进行检验。如拉伸强度、拉伸断裂应 力、拉伸屈服 应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。从这些测 试值的高低 , 可对塑料的拉 伸性能作出评价。 拉伸试验测出的应力、应变对应值 , 可绘制应力一应变曲线。从曲线上可 得到材料的各 项拉伸性能指标值。曲线下方所包括的面积代表材料的拉伸破坏 能。它与材料的强度和韧性 相关。强而韧的材料 , 拉伸破坏能大 , 使用性能 也佳。 拉伸试验可为质量控制 , 按技术要求验收或拒收产品。研究、开发与工程 设计及其他目 的提供数据。所以说 , 拉伸性能测试是非常重要的一项试验。 （1）定义 1. 拉伸应力——试样在计量标距范围内 , 单位初始横截面上承受的拉伸负荷。 2. 拉伸强度——在拉伸试验中 , 试样直到断裂为止 , 所承受的最大拉伸应 力。 3. 拉伸断裂应力——在拉伸应力一应变曲线上 , 断裂时的应力。 4. 拉伸屈服应力——在拉伸应力 -应变曲线上 , 屈服点处的应力。 5. 偏置屈服应力——应力一应变曲线偏离直线性达规定应变百分数 ( 偏置 ) 时的应力
6．断裂伸长率一一在拉力作用下，试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之比的百分率。7.弹性模量一在比例极限内，材料所受应力（拉、压、弯、扭、剪等）与产生的相应应变之比。8．屈服点。应力-应变曲线上，应力不随应变增加的初始点。9．应变。材料在应力作用下，产生的尺寸变化与原始尺寸之比。（2）高分子材料应力-应变的五种类型A.特点是软而弱一一拉伸强度低，弹性模量小，且伸长率也不大，如溶胀的凝胶等。B.特点是硬而脆一拉伸强度和弹性模量较大。断裂伸长率小，如聚苯乙C.特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有适当的伸长率，如硬聚氯乙D.的特点是软而韧。断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。E.特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇醋、尼龙等。由以上5种类型的应力-应变曲线，可以看出不同的高分子材料的断裂过程
4 6. 断裂伸长率——在拉力作用下 , 试样断裂时 , 标线间距离的增加量与初 始标距之比的百分率。 7. 弹性模量——在比例极限内 , 材料所受应力 ( 拉、压、弯、扭、剪等 ) 与 产生的相应应变之比。 8. 屈服点。应力 -应变曲线上 , 应力不随应变增加的初始点。 9. 应变。材料在应力作用下 , 产生的尺寸变化与原始尺寸之比。 （2）高分子材料应力-应变的五种类型 A. 特点是软而弱——拉伸强度低 , 弹性模量小 , 且伸长率也不大 , 如溶胀 的凝胶等。 B. 特点是硬而脆——拉伸强度和弹性模量较大 , 断裂伸长率小 , 如聚苯乙 C. 特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大 , 且有适当的伸长率 , 如硬聚氯乙 D. 的特点是软而韧。断裂伸长率大 , 拉伸强度也较高 , 但弹性模量低 , 如天 然橡胶、顺丁橡胶等。 E. 特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大 , 如聚对苯二甲 酸乙二醇醋、尼龙等。 由以上 5 种类型的应力 -应变曲线 , 可以看出不同的高分子材料的断裂过 程
F1e2r%6脆性材料曲线a有购服点的绑件材料曲线h和曲线d无屈服点的韧性材料曲线d上(e=0.00051=0.0025）仅表示通过016,）和(02+e），按3.3计算拉模量E，时所用的两个点。图1典型应力/应变曲线（3）实验试样与设备a.试样形状：拉伸试验共有4种类型的试样：1型试样（双铲型），见图2-3；II型试样（哑铃型），见图2-4;I型试样（8字型），见图2-5；IV型试样（长条型），见图2-6
5 （3）实验试样与设备 a. 试样形状:拉伸试验共有 4 种类型的试样 : I 型试样 ( 双铲型 ), 见图 2-3；Ⅱ 型试样( 哑铃型 ), 见图 2-4; Ⅲ型试样 (8 字型 ), 见图 2-5；Ⅳ型试样 ( 长条型 ), 见图 2-6