拉伸試驗?zāi)男┲笜酥匾坷鞆姸?、斷裂伸長率

拉伸試驗操作簡單易行，樣品制備方便，在材料力學(xué)性能測試中屬于常用的測試試驗之一。拉伸試驗中的彈性變形、塑性變形、斷裂等階段，可以真實地反映了材料抵抗外力的整個過程。所以拉伸試驗無論對金屬材料檢測，還是橡膠材料檢測、塑料材料檢測都極具參考價值。拉伸試驗可以檢測的指標有很多，但是總結(jié)兩點其實就是材料強度和塑性數(shù)據(jù)。而反應(yīng)這兩點的關(guān)鍵指標就是拉伸強度和斷裂伸長率。來詳細了解一下這兩個指標。

一、拉伸強度、斷裂伸長率的各自定義

1、拉伸強度是指材料產(chǎn)生大均勻塑性變形的應(yīng)力。在拉伸試驗中，樣品直到斷裂的大拉伸應(yīng)力所表現(xiàn)出來的抗拉強度就是拉伸強度。

2、斷裂伸長率是以百分比（％）表示的，通常指斷裂時樣品的位移與原始長度的比率。

斷裂伸長率與拉伸率之間的差異

材料的拉伸過程通常需要經(jīng)歷塑性變形階段，在屈服點之后發(fā)生塑性變形，并且在達到斷裂點之后發(fā)生斷裂。因此，斷裂伸長率通常是指整個過程的伸長率，拉伸率通常只是發(fā)生塑性變形的階段的伸長百分比。

拉伸強度、斷裂伸長率檢測時注意事項

1、拉伸試驗的樣本長度：長度越長，弱環(huán)的幾率越大，強度越低。因為沿纖維長度的強度是不均勻的，所以纖維總是在弱點處斷裂。樣本越長，薄的弱環(huán)結(jié)的概率越大，破壞的可能性越大，強力就會下降

2、拉伸試驗的樣品數(shù)量：根數(shù)越多，單根纖維的強度越低。因為束纖維中纖維的數(shù)量越多，由束纖維的強度計算的平均單纖維強度越低，并且平均強度低于單次測量。

3、拉伸試驗的拉伸速度：速度越大，強度越大，初始模量越大。在正常情況下，隨著拉伸速度增加，斷裂強度，初始模量和屈服應(yīng)力增加，并且斷裂伸長率沒有規(guī)律性。

影響纖維拉伸性能的因素

（一）內(nèi)部結(jié)構(gòu)對拉伸強度的影響

1、大分子結(jié)構(gòu)（大分子的柔韌性，大分子的聚合度）：纖維斷裂取決于大分子的相對滑移和分子鏈的斷裂。大分子的平均聚合度越小，大分子的結(jié)合力越小，滑移越容易，纖維強度越低，伸長率越大;相反，大分子的平均聚合度越大，大分子的結(jié)合力越大，可能發(fā)生的滑動越少，因此纖維的強度越高，伸長率越小。

2、分子結(jié)構(gòu)（取向度，結(jié)晶度）：取向度越高，大分子排列越平行，拉伸過程中受到應(yīng)力的大分子越多，纖維越大強度越大，斷裂伸長率越小。裂紋孔缺陷，形態(tài)結(jié)構(gòu)和纖維中的不均勻性導(dǎo)致強度降低。

（二）外部環(huán)境對拉伸強度的影響

溫度和濕度：空氣的溫度和濕度影響纖維的溫度和濕度以及回潮，從而影響纖維的強度。溫度對各種纖維的影響不一致，但它們都有一般規(guī)律：在纖維回潮率高，溫度高，纖維高分子的熱能高的條件下，大分子的柔韌性得到改善，分子間的結(jié)合強度減弱，纖維強度降低，斷裂伸長率增加，拉伸模量降低。

大多數(shù)纖維隨著相對濕度的增加而增加，纖維中的水分含量增加，分子間結(jié)合力越弱，結(jié)晶區(qū)越松散，因此纖維的強度降低，伸長率增加，初始模量降低。然而，天然纖維素羊毛和大麻的斷裂強度和斷裂伸長率隨著相對濕度的增加而增加。在化學(xué)纖維中，聚酯和聚丙烯基本上是非吸濕性的，它們的強度和伸長率幾乎不受相對濕度的影響。相對濕度對纖維強度和伸長率的影響根據(jù)每種吸濕性能的強度而不同。吸濕能力越大，效果越顯著，吸濕能力越小，重要性越低。

拉伸斷裂和伸長的機制

當(dāng)纖維開始受到應(yīng)力時，其變形主要是纖維的拉伸大分子鏈本身，即粘合長度和粘合角的變形。拉伸曲線接近直線，基本符合胡克定律。當(dāng)外力進一步增加時，非晶區(qū)中的大分子鏈克服了分子鏈之間的亞價鍵合力并進一步拉伸和取向。此時，大分子鏈的一部分被拉直，張力可能被拉開，并且可能是不規(guī)則的。提取水晶部分。亞價鍵的斷裂會導(dǎo)致非晶區(qū)中的大分子逐漸產(chǎn)生位錯滑移，纖維變形相對顯著，模量逐漸減小，從而纖維進入屈服區(qū)。

當(dāng)錯位滑移的光纖大分子鏈在伸直基本上平行時，大分子間距接近，并且在分子鏈之間可形成新的亞價鍵。此時，纖維被連續(xù)拉伸變形主要是由分子鏈的鍵長，鍵角的變化和二次鍵的破壞引起的。當(dāng)進入強化區(qū)時，纖維模量再次增加，直到達到纖維大分子骨架大量價鍵的斷裂，從而導(dǎo)致纖維崩解。

纖維斷裂的原因是：大分子主鏈斷裂;大分子之間的滑動脫失。

纖維伸長的原因是：大分子的拉直和伸長（粘合長度和粘合角的變化）;取向的改善;大分子之間的滑動。