[實用新型]一種便攜式水凝膠彈性體壓縮試驗裝置

有效

• 申請號: 201020292391.6
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN201716240U
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 薛巍;呂紅玲;張奕;張淵明;施云峰;盧建波;黃躍新
• 申請（專利權）人: 薛巍
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明;邱奕才

技術領域

本發明涉及壓縮試驗機，具體地說，涉及一種水凝膠彈性體壓縮試驗裝置。

背景技術

常用的材料試驗機主要用于檢測塑料、橡膠和金屬等材料的拉伸、壓縮和彎曲等力學性能。一般儀器的體積和重量都較大，難以搬動和攜帶，價格從國產的幾萬元到進口的幾十萬元不等，同時測試樣品需求量大。目前國內不僅還沒有便攜式壓縮試驗機，同時國產設備中也極少帶有對樣品恒溫和水浴的裝置，而恒溫和水浴對水凝膠力學性能的研究來說，是不可缺少的。對于水凝膠小樣品的壓縮測試，中大型設備均難于測試。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、輕便、能用于測試水凝膠樣品的彈性體壓縮試驗裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種水凝膠彈性體壓縮試驗裝置，包括支架；設于支架上的活動夾；活動夾固定連接刻度尺；刻度尺垂直放置，其下端連接有壓頭，上端通過連接桿連接砝碼托盤；支架的底座上設置具有恒溫功能的工作槽，工作槽內設有用于放置樣品的底盤。

在上述水凝膠彈性體壓縮試驗裝置中，所述具有恒溫功能的工作槽為水浴槽，水浴槽的壁為中空結構，壁上設有進水口和出水口。

在上述水凝膠彈性體壓縮試驗裝置中，所述底盤上設有環形孔。

在上述水凝膠彈性體壓縮試驗裝置中，所述刻度尺為微米刻度尺。

在上述水凝膠彈性體壓縮試驗裝置中，所述連接桿外表面套有彈簧。

本實用新型的試驗裝置是基于楊氏彈性模量的原理，根據胡克定律，在物體的彈性限度內，應力與應變成正比，比值被稱為材料的楊氏模量，它是表征材料性質的一個物理量，僅取決于材料本身的物理性質。楊氏模量的大小標志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發生形變。其中應力(σ)為單位面積上所受到的力(F/S)；應變(ε)是指在外力作用下的相對形變(相對伸長DL/L)它反映了物體形變的大小。胡克定律：在物體的彈性限度內，應力與應變成正比，其比例系數稱為楊氏模量(記為Y)。用公式表達為：Y＝(F·L)/(S·ΔL)。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型是基于楊氏彈性模量的原理，依據胡克定律而專門針對水凝膠材料而設計開發的一款易攜帶，經濟實用的壓縮力學性能測試的測試裝置。該裝置體積小、重量輕，體積40cm*18cm*15cm，重量在5kg以內，便于攜帶。同時生產成本低，并可在5-99度的范圍內控溫測試等優勢。利用這個裝置對水凝膠進行壓縮形變，不僅可以得到楊氏模量，而且與其它簡單測試相配合，經計算可以獲得大量重要的水凝膠的網絡參數，諸如有效交聯密度、聚合物與水的相互作用參數等。

附圖說明

圖1為便攜式水凝膠彈性體壓縮試驗裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種水凝膠彈性體壓縮試驗裝置，包括支架1；設于支架1上的活動夾2；活動夾2固定連接微米刻度尺3；微米刻度尺3下端連接有壓頭7，上端通過連接桿5連接砝碼托盤4，連接桿5外表面套有彈簧6；支架1的底座上設有浴槽8，浴槽8的壁為中空結構，壁上設有進水口和出水口，浴槽8內設有用于放置樣品的底盤9。底盤9上設有環形孔10。

工作時，將柱形的凝膠樣品11放于浴槽8的底盤9上，通過外部連接恒溫循環水泵往浴槽8的中空壁中通入水或溶劑，保持恒溫。測試時，只需調節活動夾2使聚四氟乙烯壓頭7剛好接觸到樣品11的上表面，此時輕輕振動裝置周邊的環境(比如用拳頭敲擊裝置所在的臺面)，微米刻度表3(精確度為0.01mm)的讀數保持在零讀數時，可以進入測試程序。之后根據實驗要求選擇需要加載的砝碼，并置于裝置的砝碼托盤4上，樣品11在變化的砝碼的壓力下發生形變，讀取微米刻度表3的對應讀數，可以計算得樣品的應變。再根據砝碼的重力和應變值計算模量和其他力學參數。