ASTM D1894: Stanovení koeficientu tření plastových fólií
Norma ASTM D1894 popisuje standardizovanou zkušební metodu pro stanovení koeficientu tření, který vyjadřuje smýkání (kinetické tření) a počáteční tření (statické tření). Provádí se tak, že plastové fólie a desky se posouvají (kloužou) buď po sobě navzájem, nebo po jiných materiálech za stanovených zkušebních podmínek.
Koeficient tření poskytuje informace o kluzných vlastnostech plastových fólií, které jsou zvláště důležité v obalovém průmyslu jak pro kontrolu kvality při výrobě fólií, tak i pro vývoj fóliových materiálů z technického hlediska. Důležitou roli hraje také při testování baterií pro elektromobily u separačních fólií.
Normy ASTM D1894 a ISO 8295 nejsou technicky ekvivalentní. Výsledky získané na základě těchto dvou zkušebních metod proto nelze přímo vzájemně porovnávat.
Účel & oblasti použití Koeficient tření separačních fólií Vzorky & rozměry Průběh zkoušky & potřebné vybavení Ke stažení Často kladené dotazy Požádat o konzultaci
ASTM D1894: Účel a použití
Stanovení koeficientu tření podle ASTM D1894 hraje důležitou roli především u fóliových materiálů, které se dále zpracovávají v balicích a tiskařských strojích. Zejména statický a dynamický koeficient tření plastových fólií poskytuje důležité informace o zpracovatelnosti a struktuře povrchu, které jsou zase důležité pro tisk. Plastové fólie jsou velmi často používány v obalovém průmyslu, například pro balení potravin či nepotravinářských výrobků. Tvoří také součásti složitějších výrobků, jako jsou například baterie pro elektromobily.
Charakteristické hodnoty / výsledky zkoušek podle ASTM D1894
Podle ASTM D1894 je nejdůležitějším výsledkem zkoušek koeficient tření (μ). Ukazuje, jak lehce se dva materiály pohybují po sobě nebo jak snadno k sobě přilnou. Koeficient tření se vyjadřuje smýkání (kinetické tření) a počáteční tření (statické tření). Vyšší povrchové drsnosti materiálu odpovídá vyšší hodnota koeficientu tření.
Koeficient tření μ = Fs/FD
| Zkratka | Jednotky | Název | Stručný popis |
| μs | Statický koeficient tření |
| |
| Fs | N | Statická třecí síla | Fs je statická třecí síla, uvádí se v N (Newtonech) |
| µk | Koeficient kinetického tření |
| |
| Fk | N | Kinetická třecí síla | FD je normálová síla potřebná na tažení saní o určité hmotnosti v N (Newtonech) |
ASTM D1894: zkušební vzorky a rozměry
Podle ASTM D1894 je vzorek o rozměrech 250 mm x 130 mm (10 palců x 5 palců) připevněný na rovnou plochu. Vzorek fólie upevněný na saních musí být vyříznut do čtverce o straně přibližně 120 mm (4,5 palce) a nesmí překročit tloušťku vzorku 0,254 mm (podle standardní terminologie pro fólie definované v normě ASTM D883).
ASTM D1894: Provedení zkoušky a potřebné vybavení
Přístroje na měření COF s přípravky:
- Stanovení koeficientu tření podle ASTM D1894 lze snadno provádět na strojích pro statické zkoušení z řady zwickiLine vybavených speciálním příslušenstvím ZwickRoell.
- Zkušební přípravek používaný pro tento účel se skládá z horizontálního stolku a saní o definované hmotnosti. Tento přípravek je vhodný pro stanovení koeficientu tření mezi dvěma fóliemi.
Průběh zkoušky:
- Fólie se připevní na saně. Druhou fólii lze napnout na zkušební stolek z nerezavějící oceli nebo na dodanou skleněnou desku, která se uchytí ke stolku. Třecí dvojice fólií mezi podložkou a vozíkem musí být nastavena tak, aby byl zajištěn celoplošný, rovnoměrně rozložený tlak na celou kontaktní plochu. Toho se dosáhne vrstvou měkké plsti na saních.
- Jestli se saně pohybují po stolku, nebo se pohybuje stolek, je pro výsledek zkoušky irelevantní.
Výpočet koeficientu tření:
- Součinitel tření je vyjádřen jako podíl tahové síly naměřené při tažení saní a jejich hmotnosti. Koeficient tření μ = Fs/FD
- Statický součinitel tření (statické tření) se vypočítá z prvního vrcholu tahové síly působící na saně, zatímco dynamický součinitel tření (smykové tření) se vypočítá z průměrné hodnoty tahové síly při klouzání saní na definované dráze.
Charakteristiky tření separačních fólií v rámci testování baterií podle ASTM D1894
Separační fólie v lithium-iontových bateriích od sebe oddělují anodu a katodu, aby nedocházelo k elektrickým zkratům. Separátor zároveň umožňuje tok ionizovaných nosičů náboje, které jsou potřebné k uzavření obvodu v elektrochemickém článku.
Kromě keramických separátorů a netkaných textilií ze skleněných vláken se primárně používají polymerní membrány. Stanovení pevnosti v tahu a deformace při porušení poskytuje informace o soudržnosti separační fólie při provozním mechanickém namáhání. Zatímco silnější separační fólie spolehlivě zabraňují kontaktu mezi anodou a katodou, tenčí fólie umožňují snížit hmotnost baterie a zvýšit její energetickou hustotu.
Dalším důležitým aspektem je chování separátoru s ohledem na koeficient tření mezi povlakem elektrody a separátorem. Tyto charakteristické hodnoty ovlivňují výkonnost baterie a hrají důležitou roli především pro nastavení výrobních parametrů při navíjení. Stroje ZwickRoell umožňují provádět zkoušky nejen při pokojové teplotě, ale také v teplotně řízeném prostředí v komorách v rozsahu od -20 °C do +50 °C. Tím je zajištěna možnost pro komplexní stanovení charakteristických vlastností separačních fólií za různých podmínek.
Vzhledem ke skutečnosti, že dosud neexistují žádné normy specializované přímo pro testování baterií pro elektromobily, provádí se zkoušky pro charakterizaci jejich třecích vlastností obvykle podle ASTM D1894. Tyto zkoušky se praktikují také ve stavu smáčeném elektrolytem, abychom získaly reálné mechanické hodnoty. Aktivně se podílíme na vývoji norem pro testování materiálů k výrobě baterií. Tím můžeme zaručit, že zkušební metody společnosti ZwickRoell budou i nadále splňovat všechny budoucí standardizované požadavky.
Poznejte výhody špičkového softwaru pro oblast zkoušení materiálů
Zkušební software testXpert ZwickRoell jinými slovy znamená:
- Snadná obsluha: Začněte hned zkoušet a staňte se jednoduše expertem při zachování maximální bezpečnosti.
- Spolehlivé a efektivní zkoušení: Poznejte výhody spolehlivých výsledků zkoušek a maximální efektivity práce.
- Flexibilní integrace: testXpert znamená optimální řešení pro všechny vaše aplikace a procesy – jednoduše řečeno: pro vaši efektivnější práci
- Koncepce budoucnosti: Zkušební software pro celý životní cyklus zkušebního stroje připravený pro vaše budoucí testovací úlohy.
Často kladené dotazy týkající se stanovení koeficientu tření podle ASTM D1894
ISO 8295 a ASTM D1894 jsou dvě mezinárodní normy pro stanovení součinitele tření plastových fólií. Liší se od sebe v několika bodech, mimo jiné velikostí a hmotností saní či materiálem, kterým musí být saně pokryty, případně opláštěny. Různá je také velikost zkušebních vzorků. Oproti ASTM D1894 je v normě ISO 8295 předepsáno použití pružiny.
Koeficient tření se udává jako podíl síly měřené při tažení saní a přítlačné síly saní, vyplývající z jejich vlastní hmotnosti. Vzorec pro výpočet koeficientu tření: μ = Fs/FD.
Nejdůležitějším výsledkem zkoušek podle ASTM D1894 je koeficient tření (μ). Vyjadřuje, jak lehce se po sobě dva materiály pohybují či kloužou (kinetické nebo dynamické tření) nebo jak snadno k sobě přilnou (statické tření). Statický součinitel tření udává, jak velká síla je zapotřebí k pohybu dvou materiálů, kinetický neboli dynamický součinitel tření popisuje sílu, která je nutná k udržení jejich pohybu.
Koeficient tření znamená, že čím vyšší je jeho hodnota, tím je povrch materiálu drsnější.