橡胶低温脆性试验机特点及用途

低温脆性试验机是测定材料在规定条件下试样受冲击出现破坏时的z高温度，即为脆性温度，可以对塑料及其他弹性材料在低温条件下的使用性能作比较性鉴定。可以测定不同橡胶材料或不同配方的硫化橡胶的脆性温度和低温性能的优劣。因此无论在科学研究材料及其制品的质量检验，生产过程的控制等方面均是不可缺少的。

适用行业：

可以用来考核和确定电工、电子、汽车电器、材料等产品，在低温环境条件下贮存和使用的适应性，适用于学校，工厂，军工，研位，等单位。

使用方法

接通电源，温控仪和计时器显示灯亮。

向冷井中注入冷冻介质（一般为工业乙醇），其注入量应保证夹持器的下端到液面的距离为75±10mm。

将试样垂直夹在夹持器上。夹的不宜过紧或过松，以防止试样变形或脱落。

按下夹持器，开始冷冻试样，同时启动时序控制开关（或按动秒表）计时。试样冷冻时间规定为3.0±0.5min。试样冷冻期间，冷冻介质温度波动不得超过±1℃。

提起升降夹持器，使冲击器在半秒钟内冲击试样。

取下试样，将试样按冲击方向弯曲成180°，仔细观察有无破坏

试样经冲击后（每个试样只准冲击一次），如出现破坏时，应提高冷冻介质的温度，否则降低其温度，继续进行试验。温度，如这两个结果相差不大于1℃时，即试验结束。

注意事项

在试验过程中不能切断冷却循环，否则会产生不制冷的效果。

气缸压力在出厂前已调节好，不能任意变动。

硫化橡胶低温脆性的测定单试样法GB/T 1682—2014

升起升降夹持器，将试样垂直夹在夹持器上（如图1）。夹得不宜过紧或过松，以防止试样变形或 脱落。

降下升降夹持器,开始冷冻试样，同时开始计时。试样冷冻时间规定为3.0+：5min。试样冷冻期 间，冷冻介质温度波动不应超过±1 °C。

升起升降夹持器，使冲击器在0.5 s内冲击试样。

取下试样，停放至少30 s后擦去试样表面残液并将试样按冲击方向弯曲成180°,在明亮的光线 下仔细观察有无破坏并记录。当试样发生破坏时应记录具体破坏现象。

试样经冲击后（每个试样只允许冲击一次），如出现破坏，应提高冷冻介质的温度，否则降低其温 度，继续进行试验。

通过反复试验，确定至少有两个试样不破坏的最低温度和至少一个试样破坏的最高温度，如这两个 结果相差不大于1 °C时，即试验结束。

程序B按步骤进行试验，一组试验至少需要3个试样。

试验结果与处理程序A

试样出现破坏的最高温度，就是该试样的脆性温度。

温度值应精确到1°C。

程序B如果一组试样中没有任何1个试样破坏，则试验结果为无破坏。如果一组试样中有2个或2个以 上试样发生破坏,则试验结果为破坏。如果一组试样中只有1个试样发生破坏，则再次取3个新的完好 试样测试,3个试样均未发生破坏则试验结果为无破坏;否则试验结果为破坏。

试验报告应包括以下内容：

本标准名称或编号；

样品的详细说明及其来源；

使用的传热介质、致冷剂或其他降温方式；

程序A：脆性温度和试样破坏现象；

程序B：规定的试验温度和试验结果。

冲击装置的弹簧在压缩状态下，冲击器端部到试样的距离为（25±l）mm。

冲击弹簧应符合如下技术要求：

自由状态：直径为19 mm,长度为85 mm?90 mm；

压缩状态：长度为（40±l）mm,负荷为108 N?118 N。

低温测温计采用最小分度不大于1 °C的低温测温计测量冷冻介质的温度，可使用低温温度计、热电偶、电阻温 度计等。低温温度计为内标式半浸的，以尾长150 mm,浸入液体深度75 mm为宜。

冷冻介质由适宜的传热介质加致冷剂调配而成。传热介质在试验温度下，能保持流动，对试样无附加影响的液体均可作传热介质。这类传热介质通常使用乙 醇,此外还有丙酮、硅氧烷等。

致冷剂可根据需要选用干冰或液氮。注：也可采用其他降温方式。

试样的长度为（25.0±0.5）mm,宽度为（6.0±0.5）mm,厚度为（2.0±0.2）mm。

要求试验前，试样应放置在标准实验室温度下调节至少3 h,并在明亮的光线下弯曲试样并检查试样表 面，试样表面应光滑，无杂质、损伤及微孔。成品应经打磨后裁制成相应尺寸。

试验室温度应符合GB/T 2941—2006中的有关规定。

试验步骤程序A

试验准备：降下升降夹持器，安放低温测温计,使测温计的测温点与夹持器下端处于同一水平位 置。向低温容器中注入传热介质，其注入量应保证夹持器的下端到液面的距离为（75±10）mm。

向传热介质中加入致冷剂（一般采用干冰）并缓慢搅拌,调配到所需温度或略低于所需温度，以 便在试样浸入后冷冻介质温度正好是所需温度。

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准代替GB/T 1682—1994（（硫化橡胶低温脆性的测定 单试样法》，与GB/T 1682—1994相比 主要技术变化如下：

为满足材料测试要求并简化试验步骤，增加了试验程序B,即在规定温度下冲击试样并判断是 否产生破坏的方法

用“破坏”代替了“脆裂”用“升降装置”代替了“升降杆与提升弹簧”

重新绘制了图1,增加了图题与说明

增加了降温方式的选择，即致冷剂的选择除了干冰或液氮，还可以采用其他降温方式

试样厚度由（2.0±0.3）mm 更改为（2.0±0.2）mm（见 1994 年版的 5.1）；

增加了试验前对试样温度调节和表面检查的要求

增加了“调配到所需温度或略低于所需温度，以便在试样浸入后冷冻介质温度正好是所需温 度”的要求

——增加了“冲击后取下试样，停放至少30 s后再擦去试样表面残液并弯曲，在明亮的光线下观察 试样有无破坏并记录”的要求

——增加了“试验报告应包括样品的详细说明及其来源”的内容 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。

如何选择低温脆性冲击试验机的夹具？

选择低温脆性冲击试验机的夹具需综合材料特性、试样形状、温度条件及标准规范，以下是关键筛选要点：

一、核心参数匹配

‌夹具间隙精度‌

根据测试标准要求精确匹配冲击头与夹具间隙，如：

夹具A：冲头中心线与夹具间隙3.6±0.1mm，外侧间隙2.0±0.1mm

夹具B：冲头中心线与夹具间隙7.87±0.25mm，外侧间隙6.35±0.25mm

‌冲击线与固定距离‌

确保夹具夹持面至冲击头中心线的距离精度（如8±0.3mm）与测试速度匹配（如2.0±0.2m/s）。

二、材料适配性

材料类型 夹具类型及特点

弹性体（橡胶） 优先选择带齿纹/网格纹理夹具，增强摩擦力防止滑移；夹持自由长度需≥19mm3

塑料及复合材料 选择平面夹持结构，配合多试样布局（如单次夹持15个塑料试样）以提高测试效率

金属涂覆材料 采用悬臂梁式硬质夹具，避免冲击时试样变形

三、温度适应性设计

‌材质选择‌

低温环境（如-70℃）：优先选用不锈钢或低温韧性合金钢材质，避免脆性断裂

高温-低温交替测试：需耐腐蚀镀层或表面热处理工艺

‌热传导控制‌

液体介质测试夹具需耐低温液体腐蚀（如乙醇）

气体介质夹具需减少热桥效应，防止局部温度不均匀

四、结构与操作要求

‌稳固性设计‌

悬臂梁式夹持器需具备高强度刚性结构，夹持力均匀且不变形

冲击区域夹具需预留足够位移空间（如冲击后至少6mm移动距离）

‌便捷性与安全性‌

多试样夹具需支持快速装卸（如单边夹持4个橡胶试样或15个塑料试样）

带自锁机构或防滑齿纹，防止低温环境下操作打滑。

五、标准符合性验证

GB/T 1682标准夹具需满足单试样冲击能量≥3.0J/试样。

ASTM D2137等标准要求夹具适配涂覆织物特定冲击速度（1.8-2.1m/s）及冲击头半径（1.6±0.1mm）。

单试样法橡胶低温冲击试验机是一种专门用于测试橡胶材料在低温环境下抗冲击性能的设备。该设备通过模拟橡胶制品在寒冷条件下的实际使用环境，评估其脆化温度和抗冲击能力，为橡胶制品的研发、生产和质量控制提供重要依据。本文将详细介绍单试样法橡胶低温冲击试验机的工作原理、技术特点、应用领域以及选购注意事项，帮助读者全面了解这一关键测试设备。
一、工作原理
单试样法橡胶低温冲击试验机的工作原理基于脆化温度测试方法。测试时，将橡胶试样固定在特定夹具中，置于可精确控温的低温环境中。待试样达到预设温度并充分稳定后，通过冲击装置对试样施加瞬时冲击力。设备记录试样在冲击作用下的断裂情况，从而判断其在该温度下的抗冲击性能。测试过程中，温度控制精度和冲击力的稳定性是关键参数，直接影响测试结果的准确性。
典型的测试流程包括：试样制备、装夹、降温、保温、冲击和结果记录。每个试样单独测试，通过多次试验可以确定橡胶材料从韧性状态转变为脆性状态的临界温度范围。这种方法特别适合评估橡胶在低温环境下的实际使用性能。
二、技术特点
现代单试样法橡胶低温冲击试验机具有多项先进技术特点：
1. 精确温控系统：采用PID智能控制技术，温度范围通常可达-70℃至室温，控温精度可达±0.5℃。部分高端机型使用复叠式制冷系统，能够实现更低的测试温度。
2. *标准化冲击装置：配备符合GB/T 15256、ISO 812、ASTM D746等国际标准的冲击锤和夹具，确保测试结果的可比性和重复性。
3. 自动化操作：新型设备多采用触摸屏控制，可编程自动完成降温、保温、冲击全过程，减少人为操作误差。
4. 安全保护系统：包括超温保护、压缩机延时保护、门锁联动等多重安全装置，确保设备长期稳定运行。
5. 数据记录功能：内置存储器可保存多组测试数据，部分机型还支持USB导出或直接连接电脑进行数据分析。
三、应用领域
单试样法橡胶低温冲击试验机广泛应用于以下领域：
1. 橡胶制品行业：用于测试轮胎、密封件、减震件等橡胶制品在低温环境下的使用性能。例如，汽车轮胎需要在寒冷地区保持弹性，避免脆裂导致安全隐患。
2. 科研机构：帮助材料研究人员开发新型耐寒橡胶配方，评估不同添加剂对橡胶低温性能的影响。
3. 质量检测：作为第三方检测机构的关键设备，为橡胶制品提供符合国际标准的低温性能认证。
4. 军工领域：军用橡胶制品常需在极端低温环境下使用，该设备可确保其满足严苛的使用要求。
四、选购注意事项
选购单试样法橡胶低温冲击试验机时，需综合考虑以下因素：
1. 测试标准符合性：确保设备满足行业常用的测试标准要求，如GB/T 15256-2014《硫化橡胶低温脆性的测定》等。
2. 温度范围与精度：根据被测材料的实际使用环境选择适当的温度范围，一般工业用途选择-40℃～-70℃即可，特殊应用可能需要更低温。
3. 设备稳定性：考察制冷系统的可靠性，压缩机品牌、制冷剂类型等都会影响设备长期使用性能。
4. 操作便捷性：优先选择自动化程度高、人机界面友好的机型，可大大提高测试效率。
5. 售后服务：考虑供应商的技术支持能力、备件供应情况以及维修响应速度。
6. 性价比：在满足测试需求的前提下，比较不同品牌和型号的价格差异，避免过度配置或性能不足。
五、维护保养要点
为确保单试样法橡胶低温冲击试验机的长期稳定运行，需注意以下维护事项：
1. 定期清洁：保持设备内外清洁，特别是冷凝器和散热器，避免灰尘堆积影响散热效果。
2. 制冷系统检查：定期检查制冷剂压力、压缩机运行状态，发现异常及时处理。
3. 润滑保养：按照说明书要求对机械运动部件进行定期润滑。
4. 电气系统检查：检查接线端子是否松动，确保接地良好。
5. 长期停用处理：若设备长期不使用，应定期通电运行，防止制冷系统故障。
6. 专业维修：出现复杂故障时，应联系专业技术人员处理，避免自行拆解造成更大损坏。
六、发展趋势
随着材料科学和测试技术的进步，单试样法橡胶低温冲击试验机正朝着以下方向发展：
1. 智能化：集成更多传感器和AI算法，实现自动故障诊断和测试结果智能分析。
2. 多功能化：一台设备集成多种测试模式，如同时具备低温冲击、低温弯曲等多重测试能力。
3. 节能环保：采用新型环保制冷剂和高效节能设计，降低设备运行能耗。
4. 远程监控：支持物联网技术，实现远程监控和设备管理，方便实验室信息化建设。
5. 微型化：开发小型化、便携式机型，满足现场快速检测需求。
结语
单试样法橡胶低温冲击试验机作为橡胶材料低温性能评价的关键设备，在保障橡胶制品质量、推动新材料研发方面发挥着不可替代的作用。随着橡胶工业的持续发展和对产品性能要求的不断提高，该设备的测试精度、自动化程度和可靠性也将持续提升。用户在选购和使用过程中，应充分了解自身需求，选择适合的机型，并做好日常维护，以确保测试数据的准确性和设备的长期稳定运行。

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