压缩试样中应变应力与载荷检测方案(万能试验机)

SSL-CA20-547Excellence in Science Excellence in ScienceAGX-017 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 复合气凝胶 MXene/BC 循环压缩试验 AGX-017 摘要：本文参考了目前国内复合气凝胶 MXene /BC(bacterial celloluse (细菌纤维素，以下简称BC))研究团队的测试方法，使用岛津电子万能试验机 AGX-V 对复合气凝胶 MXene /BC 压缩试样进行11小时慢速循环压缩，获取在大应变下，每次循环的最大应力与载荷值，以检验其具有良好的压缩回弹性与稳定性。试验证明了岛津AGX-V电子万能试验机配合标准压缩夹具，可以满足复合气凝胶循环压缩测试的需要。 关键词：万能试验机复合气凝胶循环压缩试验 MXene/BC 作为一种新型的复合气凝胶纳米二维片层碳材料，是由几个原子层厚度的过渡金属碳化物，氮化物或碳氮化物构成。由于MXene 材料表面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性，可以完全代替电线中的铜和铝，使电离子移动时阻力会小很多。同时细菌纤维素BC(bacterial celloluse)能改善 MXene 材料的片层结构，使其获得优异的可压缩性、高回弹性和抗疲劳性。 实验部分 1.1仪器与夹具 AGX-V 100 N 电子万能试验机 岛津压缩夹具(压盘) TRAPEZIUMV软件F((循环压缩试验) 1.2分析条件 试验温度：室温20℃左右 载荷传感器：100N (0.5级) 试验夹具：压缩夹具(直径100mm压盘) 试验速率：0.5mm/min 测试时长：11小时 1.3样品前处理 试样为已制备完成的 MXene/BC复合气凝胶圆柱形压缩试样，直径为25mm， 高度为20mm。无需后续处理。 MXene/BC 具有优异的导电性和机械强度等优势，将该碳气凝胶组装成简易电子器件后，可实现对声带发声、关节活动和脉搏跳动等人体生物信号的灵敏检测，在柔性碳材料设备和可穿戴电子器件等方面具有重要的应用价值。 而测定 MXene/BC 材料的压缩回弹性和压缩稳定性，是评价 MXene/BC 材料性能的重要参数，在相关材料的研究与改进中具有很重要的意义。 图1 MXene/BC 材料压缩试样 夹具选用岛津标准压缩压盘夹具，直径为 100mm， 将 MXene/BC 试样放置在压盘中间，随后开始测试。 循环压缩试验介绍 根据测试要求，设定循环压缩试验的预加载力为 0.005N， 确保压盘与 MXene/BC 试样充分接触。随后开始试验，加载速度为 0.5 mm/min， 先将 MXene/BC试样压缩到80%应变(位移16mm))，然后恢复到初始位置，循环10次。记录下应力-应变曲线和每次压缩到80%应变量时的应力值与载荷值。 图3 使用岛津压盘压缩夹具进行循环压缩测试 结果与结论 3.1循环压缩试验结果 图4 循环压缩试验应力-应变曲线 图5 循环压缩试验载荷-位移曲线 图6循环压缩试验载荷-时间曲线 表2测试结果 试样名称 80%应变时应力 KPa 80%应变时载荷N 循环1 4.500 2.209 循环2 4.218 2.070 循环3 4.058 1.992 循环4 3.984 1.955 循环5 3.932 1.930 循环6 3.890 1.910 循环7 3.878 1.904 循环8 3.879 1.904 循环9 3.804 1.867 循环10 3.803 1.867 如上图，TRAPZIUMV软件可以获取循环压缩测试的载荷-时间曲线，由曲线和数据可知每次循环极限应变的应力和载荷情况，衰减幅度随循环次数增加逐步降低，从而证明测试的 MXene/BC 复合气凝胶试样具有良好的压缩回弹性与稳定性。 结论 综上所述，使用岛津的 AGX-V 100N 电子万能试验机，配合使用岛津压缩夹具和TRAPZIUMV软件，能够完成长时间循环压缩试验的要求，获取循环压缩测试的应力-应变曲线和每次循环的应力和载荷变化情况，可用于测定和评价 MXene/BC 复合气凝胶材料的抗压缩性能和衰变数据，在MXene/BC复合气凝胶材料的评估与压缩衰变测试中可以发挥重要作用。 岛津应用云 MXene/BC作为一种新型的复合气凝胶纳米二维片层碳材料，是由几个原子层厚度的过渡金属碳化物，氮化物或碳氮化物构成。由于MXene材料表面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性，可以完全代替电线中的铜和铝，使电离子移动时阻力会小很多。同时细菌纤维素BC(bacterial celloluse)能改善MXene材料的片层结构，使其获得优异的可压缩性、高回弹性和抗疲劳性。MXene/BC具有优异的导电性和机械强度等优势，将该碳气凝胶组装成简易电子器件后，可实现对声带发声、关节活动和脉搏跳动等人体生物信号的灵敏检测，在柔性碳材料设备和可穿戴电子器件等方面具有重要的应用价值。  而测定MXene/BC材料的压缩回弹性和压缩稳定性，是评价MXene/BC材料性能的重要参数，在相关材料的研究与改进中具有很重要的意义。        通过测试证明，使用岛津的AGX-V 100N电子万能试验机，配合使用岛津压缩夹具和TRAPZIUM V软件，能够完成长时间循环压缩试验的要求，获取循环压缩测试的应力-应变曲线和每次循环的应力和载荷变化情况，可用于测定和评价MXene/BC复合气凝胶材料的抗压缩性能和衰变数据，在MXene/BC复合气凝胶材料的评估与压缩衰变测试中可以发挥重要作用。