ポリマーの引張試験：ASTM D638による正確な材料性能評価方法

はじめに

ポリマーの引張試験は、プラスチック材料の機械的特性を評価するために使用される重要なプロセスです。この試験は、ポリマーが応力やひずみの下でどのような性能を発揮するかを決定するために不可欠であり、その耐久性や総合的な強度に関する貴重な知見を提供します。ポリマー試験に使用される様々な規格の中で ASTM D638 は、プラスチックの引張特性を評価するための最もよく知られた方法のひとつである。

この記事では ポリマーの引張試験に焦点を当てている。 ASTM D638 などの特性を測定するために一般的に使用される基準である。 降伏強度, 抗張力そして、全体的な プラスチックの引張特性.

---

ポリマーの引張試験とは？

引張試験とは、材料に一軸の力を加えるプロセスであり、一般的には以下のようなものがある。 可塑性試験片この試験の目的は、材料が応力やひずみの下でどのように挙動するかを評価することである。この試験の目的は、材料が応力やひずみのもとでどのような挙動を示すかを評価し、破断するまでの伸びや抵抗能力を測定することである。

で測定された主なパラメータ。 引張試験 を含む：

破断伸度:材料が破断するまでに耐えられる長さの増加率で、延性があり、破断せずに伸びる能力を示す。

抗張力:材料が破壊せずに耐えられる最大応力。この特性は、実際の用途で外力を受けたときに材料がどのような挙動を示すかを判断するために重要である。

降伏強度:材料が塑性変形を始めるまでに耐えられる応力の大きさ。この特性は、材料が応力下で構造的完全性を維持するために特に重要である。

---

ASTM D638: ポリマーの引張試験に関する規格

ASTM D638 は、プラスチック材料の引張特性を測定するために使用される標準試験方法である。この規格は、特に ダンベル型標本 および強化プラスチックを、温度、湿度、試験機の速度などの制御された条件下で使用する。

ASTM D638の主要な側面

試験片:この試験は通常、以下のような試験片に対して実施される。 ダンベル型 または、材料に応じたその他の適切な形状。規格はまた、一貫した結果を保証するために、試料の寸法と厚さについても概説している。

試験条件:ASTM D638では、温度と湿度を含む試験環境を管理することが義務付けられています。これにより、試験結果の正確性と、可能な限り現実的な条件下での材料の評価が保証されます。

テスト機:この試験は、試験片が破断するまで張力を加える定率クロスヘッド移動試験機を用いて実施される。この試験機は、試験片が破断するまで張力を加え続けるため、校正が必要である。 引張強度試験 の結果だ。

テストのスピード:材料を引っ張る速度が結果に大きく影響します。ASTM D638には、さまざまな種類のポリマーと試料の厚さに対する試験速度の概要が記載されています。

---

ポリマー試験における降伏強度と引張強度の重要性

引張強度試験:における主要な測定項目のひとつである。 ポリマーの引張試験 は 抗張力これは、材料が破断するまでに耐えられる最大応力を示す。この値は、実際の用途でポリマーが荷重下でどのような性能を発揮するかを判断する上で不可欠である。

降伏強度: の 降伏強度 はもう一つの重要な要素で、ポリマーが永久変形するまでに耐えられる応力の大きさを表します。この特性を理解することは、材料が応力下でも構造的完全性を維持できるようにするために不可欠です。

破断伸度:引張試験もまた、以下のデータを提供する。 破断時の伸びこれは、材料が破断するまでにどれだけ伸びることができるかを意味する。これはポリマーの柔軟性と延性を理解する上で重要な要素である。

---

ポリマーの引張特性を理解する

1. 抗張力

の 抗張力 ポリマーの最大応力は、延伸中に耐えられる最大応力である。この特性は エンジニアリング・アプリケーション 材料が外力にさらされる場所。

例えば、包装材、自動車部品、医療機器などは、使用中、取り扱い中、輸送中の機械的ストレスに耐えるため、高い引張強度を持つプラスチックを必要とすることが多い。

2. 降伏強度

の 降伏強度 は、ポリマーが永久に変形し始める点である。この点を超えると、力を取り除いても元の形状に戻ることはない。

実用的なアプリケーションでは、 降伏強度 降伏強度が重要なのは、降伏強度に近い、あるいはそれを超える応力を受けた材料が永久変形を起こし、材料の構造的完全性が損なわれる可能性があるからである。例えば、包装の場合、降伏強度は、容器が内容物の重量の下でその形状を維持するために不可欠である。

3. 破断伸度

破断伸度 破断伸度は、ポリマーが破断するまでにどの程度伸びることができるかを示す。破断伸度が高いほど柔軟な素材であることを示し、ストレッチフィルムや医療用チューブなど、柔軟性や伸縮性が要求される用途に有用である。

一方 抗張力 は、構造的な完全性にとって極めて重要である、 破断時の伸び は、材料が破損する前にどこまで伸びることができるかを判断するのに役立ち、その材料に関する重要なデータを提供する。 延性 そして 回復力.

ポリマーの引張試験の用途

1. 包装業界

包装中、 ポリマーの引張試験 を決定するのに役立つ。 強さ そして 耐久性 プラスチックフィルム、ボトル、容器などの材料の試験。この試験により、材料が輸送、保管、取り扱い時の機械的ストレスに耐え、なおかつその完全性を維持できることが保証されます。

例えば、食品包装に使用されるプラスチックフィルムは、破れることなく穴が開いたり裂けたりすることに耐える必要があり、ボトルは内部圧力や外力に耐える必要がある。 引張試験 これらの材料が特定の条件を満たすことを保証する。 性能基準 大量生産される前に。

2. 医療機器と医薬品

医療機器や医薬品の包装では、材料は丈夫であるだけでなく、安全で信頼できるものでなければなりません。そのため 降伏強度 そして 抗張力 これらの用途に使用されるポリマーは、通常の取り扱いや使用中に応力がかかった場合でも、亀裂や変形が生じないことを保証するものである。

例えば、こうだ、 医療用包装材料 点滴バッグや注射器のように、使用中の圧力や機械的ストレスに耐えながら完全性を維持し、薬剤の安全性と無菌性を確保する必要があります。

3. 自動車・航空宇宙

自動車産業や航空宇宙産業では ポリマーの引張特性 は、部品が故障することなく大きな応力に耐えられるようにするために極めて重要である。例えば ポリマー複合材料 車体や航空宇宙構造物に使用される部品は、荷重に耐え、衝撃に耐え、長期間の機械的ストレスに耐える必要がある。

---

結論

ポリマーの引張試験 は、材料科学と品質管理の重要な側面である。そのために ASTM D638メーカーが正確に評価することができる。 抗張力, 降伏強度、 そして 破断時の伸び ポリマー材料が様々な用途で要求される性能を満たすことを保証する。

であろうとなかろうと、だ。 包装, 医療機器、 または 自動車工学を理解する。 引張特性 耐久性があり、安全で、目的に合った材料を設計するためには、ポリマーの知識が不可欠です。適切な 引張試験機など。 セルインスツルメンツの引張試験機これにより、製品の一貫性と信頼性を確保し、高水準の維持と規制要件への適合を支援することができます。

---

よくあるご質問

1.ポリマーの引張強さとは？

抗張力 ポリマーの機械的強度とは、材料が破断する前に引き伸ばされて耐えられる最大応力のことである。この特性は、包装、自動車部品、医療機器など様々な用途でポリマーの機械的強度を確保するために極めて重要である。

2.ASTM D638試験法は何に適用されますか？

の ASTM D638 この標準試験法は、フィルム、プラスチック、ゴム、複合材料など、ほとんどのポリマー材料に適用できる。この試験法は 抗張力, 降伏強度、 そして 破断時の伸び 品質管理、工学設計、材料開発に欠かせない。

3.なぜ引張試験が必要なのか？

引張試験 は、材料が応力下でどのような挙動を示すかを判断し、実際の用途における性能を評価するために使用されます。以下のような特性を測定することで 弾性率, 降伏点、 そして 最大引張強度引張試験により、材料が設計および性能要件を満たしていることが確認される。

4.降伏強度と引張強度の違いは何ですか？

降伏強度 とは、永久変形を起こすことなく材料が耐えられる最大応力のことである。 抗張力 は、材料が破壊するまでに耐えられる最大応力である。言い換えれば、降伏強度は材料が変形し始める点を示し、引張強度は材料が破断する点を示す。

5.正しい引張試験機の選び方は？

引張試験機を選ぶ際には、材料の特性と試験要件に合ったものを選ぶことが重要です。フィルムのような柔軟な材料には、高精度で低荷重の試験機が理想的です。より厚い、あるいはより硬いポリマーの場合は、より高い荷重容量と精密な制御を備えた試験機が必要です。試験機が以下のような規格に適合していることを確認してください。 ASTM D638 信頼できる結果を得るための鍵である。