样品制备方式对测定高分子材料纳米压痕硬度的影响.pdf

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1、第44卷第8期塑料工业CHINAPLASTICSINDUsTRY·67·2016年8月样品制备方式对测定高分子材料纳米压痕硬度的影响杨化浩，者东梅，朱天戈，武鹏，罗莎(中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，北京100013)摘要：纳米压痕仪作为一种用量少，可以原位准确测量的测试手段能有效弥补传统测试手段的不足。分析了样品制备方式对高分子材料纳米压痕硬度测试结果的影响，并使用邵氏硬度验证了样品制备方式对测试结果带来的差异，同时分析了不同实验点测试结果的差异，为使用纳米压痕仪评价高分子材料的力学性能积累了一定的工作基

2、础。关键词：纳米压痕；样品制备；测试点位置doi：10．3969／j．issn．1005—5770．2016．08．016中图分类号：TQ317．3文献标识码：A文章编号：1005—5770(2016)08-0067-04EfectsofSamplePreparationonDeterminationofNano-indentationHardnessinPOlvmerMaterialsYANGHua—hao，ZHEDong—mei，ZHUTian—ge，WUPeng，LUOSha(SINOPECBeijingRe

3、searchInstituteofChemicMlndustry，Beijing100013，China)Abstract：Nano—indentationcaniustcoverthesho~ageoftraditionaltestmethodsforitcanworkinsituofsmallproductswithsmallamountsofsample．Effectsofsamplepreparationmethodsonthetestresultsofnano．indentationhardnessinp

4、olymermaterialswereanalyzed．andShorehardnesswasusedtoverifytheresultsdifferenceinducedbysamplepreparationmethods．Additionally，theresultsdifferenceinvarioustestlocationswasanalyzed．Keywords：Nano—indentation；SamplePreparation；TestLocation近年来，随着新材料的合成和制造工艺的提高，为使用

5、纳米压痕仪评价高分子材料的力学性能积累了高分子产品器件逐渐向小型化、精细化的方向发展，一定的工作基础。传统的力学性能评价方法用来表征高分子材料开始面1实验部分临困境。首先在新树脂的研发初期，由于样品量非常1．1实验样品少而且宝贵，采用传统力学性能评价方法需要注塑或分别使用高密度聚乙烯、均聚聚丙烯、聚苯乙烯者压塑样条不容易实现。其次对于树脂制备的小型器及PMMA／ABS共混物作为实验原料。件，传统评价方法无法给出具体有效的性能参数。在1．2实验仪器与试剂这种情况下，纳米压痕仪作为一种用量少、可以原位纳米压痕仪：G20

6、0，Agilent公司；实验用压针：准确测量的测试手段，如果能被引入到高分子材料性Berkovich压针，Agilent公司；邵氏硬度计：BS06，能评价体系中来，将可以很好地解决这些问题。Zwick公司；热熔型黏结剂：CRYSTALBOND509纳米压痕仪已经被广泛应用于金属和陶瓷等无机AMBER，Aremco公司；常温固化黏结剂：502瞬干材料领域¨J，并制定了相关的测试方法标准一J，但是在高分子材料中的应用还处于起步阶段J。由胶，得力公司。于高分子材料具有蠕变等不同于无机材料的特性，已1．3实验方法有的方法标

7、准可能不适用于高分子材料，需要在测试1．3．1纳米压痕硬度各环节重新进行相关的分析研究工作，以确定合适的试样制备：将原料以注塑方式制备成如图1所示测试方法和参数。本文分析了样品固定方式及实验点的拉伸样条，将样条中段以冲裁或切割方式取下，注的位置对高分子材料纳米压痕硬度测试结果的影响，意不要损伤样品表面。作者简介：杨化浩，男，1984年生，高级工程师，从事高分子材料及制品评价方法研究。yanghh．bjhy@sinopec．com·68·塑料工业2016矩约30MPa，占测试值的15％；PS相差约25MPa，占测试值

8、的10％。Z皇＼·：压痕点图1样品尺寸及压痕试验位置示意图a—HDPEFig1DimensionofthesamplewithindentationlocationsOnit5OO400实验参数设定：最大加载力500mN，加载时间Z30S，保载时间40s，卸载时间30s。300R实验步骤：将样品固定在样品台上，固定方式选辅200择热熔胶和常温固化胶黏结。每个