氣凝膠力學(xué)性能測試

一、什么是氣凝膠

氣凝膠是指通過溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取 代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態(tài)材 。如明膠、阿拉伯膠、硅膠等。 氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作，氣凝膠密度極低，是輕的固體。目前，最輕的氣凝膠是一種“全碳氣凝膠"，密度僅有 0.16mg/cm3（去除空氣密度）， 僅為空氣密度的1/6。把這種材料放在花朵上，柔軟的花蕊幾乎沒有變形。 氣凝膠相比于普通多孔材料有一個重要的特點：其骨架在納米尺度。因此，當(dāng)可見光穿過時散射較小，看上去像“凍住的煙"。“氣凝膠有什么用途？"相信每個人都會有這樣的疑問。回答也會是各式各樣，“它有著極低的熱導(dǎo)率，可以作為超級隔熱材料"“它可以用作電極"“它可以用于污染治理。

二、氣凝膠力學(xué)性能測試有什么作用

氣凝膠（aerogel）具有極低的表觀密度、 高孔隙率、高比表面積等特點，從而使其具有良好的阻隔性能、極低的熱導(dǎo)率以及高吸附、 催化和負載能力等優(yōu)異性能。因此，氣凝膠有望作為隔熱保溫材料、阻燃材料、隔音材料、 高效吸附材料、催化劑載體材料、光學(xué)器件及電極能源材料等得到廣泛應(yīng)用 隨著氣凝膠制造技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用的迫切需求，氣凝膠的力學(xué)性能和變形機制研究便顯得尤為重要。

三、氣凝膠力學(xué)性能測試有哪些指標(biāo)

上海保圣TA.XTC-20氣凝膠測試儀可以測試氣凝膠的蠕變測試、氣凝膠應(yīng)力松弛、氣凝膠十萬次疲勞能力測試、 氣凝膠彈性模量、氣凝膠屈服能等力學(xué)性能指標(biāo)。

四、氣凝膠力學(xué)性能測試儀的應(yīng)用

1.氣凝膠疲勞試驗測定 

試驗?zāi)康模簹饽z還具有優(yōu)異的抗機械擠壓疲勞性能,且在移除驅(qū)使變形載荷后,可以自動恢復(fù)至 初始形態(tài),能夠作為彈性材料使用。本次實驗采用TA.XTC-20氣凝膠測試儀對氣凝膠抗疲勞能力進行測試。 樣品準備：將氣凝膠樣品放置于實驗平臺上，采取循環(huán)試驗對氣凝膠樣品進行20次循環(huán)下壓處理，下壓形變量為樣品起始高度的60%。測試結(jié)論： 根據(jù)曲線圖獲取有效數(shù)據(jù) 可以得到樣品在多組循環(huán)下壓作用下的最大應(yīng)力以及最小應(yīng)力。自配軟件通過計算可以得到樣品的循環(huán)特性等反應(yīng)材料耐疲勞性能的物性數(shù)據(jù)。

2.氣凝膠彈性模量測試

試驗?zāi)康模簭椥阅Ａ渴菤饽z重要的性能參數(shù)，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量氣凝膠抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說， 則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。 試驗儀器與配件： TA.XTC-20氣凝膠測試儀，柱形探頭，樣品準備： 將氣凝膠樣品置于實驗平臺上，啟動儀器，實驗探頭將下壓樣品形變量的30%，保持60s，然后儀器獲取樣品應(yīng)力變化。測試結(jié)論：得到如圖所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線。自配軟件可以直接對數(shù)據(jù)分析，獲取可以得到氣凝膠樣品的彈性模量為18.486kp。

3.氣凝膠恒壓-蠕變測定

試驗?zāi)康模簹饽z復(fù)合材料具有良好的隔熱性能和較高的強度，對其進行蠕變性能測試，可評估其實際使用過程中斷裂韌性，從而觀察其使用效果。 試驗儀器與配件：  TA.XTC-20氣凝膠測試儀，樣品準備：實驗開始前將樣品置于實驗平臺上， 啟動儀器，實驗探頭將以1000gf的力下壓樣品，保持 30s，然后儀器獲取樣品應(yīng)變變化。

4.氣凝膠應(yīng)力松弛測試

采用TA.XTC-20氣凝膠測試儀對氣凝膠進行形變保持壓縮應(yīng)力松弛實驗，可以得到如圖所示的 應(yīng)力松弛曲線。對曲線上的數(shù)據(jù)進行獲取可以得到樣品在形變量為30%時的初始應(yīng)力為1242.279gf ，以及下壓1min后的作用力650.402gf，參考《GB/T1685-2008 硫化橡膠或熱塑性橡膠在常溫和高溫下壓縮應(yīng)力松弛的測定》中關(guān)于材料應(yīng)力松弛相關(guān)測定，可以得到該材料的應(yīng)力松弛R0為 0.476。