ISO 8295: Coefficiente di attrito
Il coefficiente di attrito (COF) fornisce informazioni sulla struttura superficiale e sulla stampabilità dei film plastici. La determinazione del coefficiente di attrito statico e cinetico è particolarmente interessante per film che successivamente verranno lavorati nei macchinari da imballaggio e stampa. Inoltre, sono determinanti nel contesto dei test sulle batterie EV, in particolare sui film separatori.
La determinazione del coefficiente di attrito dei film in plastica è descritta nelle norme ISO 8295, ASTM D1894, JIS K7125 e DIN 53375 (ritirata).
Obiettivo e applicazioni Risultati di prova Provini e dimensioni Eseguire un test & configurazione di prova Coefficiente di attrito dei film separatori Download FAQ Richiedi una consulenza
Obiettivo e applicazioni della normativa ISO 8295
La determinazione del coefficiente di attrito secondo ISO 8295 è particolarmente significativa per film che successivamente verranno lavorati nei macchinari da imballaggio e stampa. I coefficienti di attrito, nello specifico quello statico e cinetico, forniscono informazioni sulla lavorazione e struttura superficiale, fattori importanti per la determinazione della stampabilità del materiale. Inoltre, sono importanti componenti di prodotti complessi come le batterie per i veicoli elettrici.
Nella ISO 8295, oltre alla tradizionale coppia film contro film, utilizzando la stessa metodologia di prova è possibile valutare altre combinazioni come film contro metallo, film contro vetro o due diversi tipi di film. Di regola, tuttavia, le pellicole utilizzate per questo test sono identiche, in modo da poter valutare i processi di scorrimento di una pila di pellicole o di un rotolo.
Valori caratteristici / risultati di prova secondo ISO 8295
Il coefficiente di attrito (μ) è il risultato principale dei test secondo ISO 8295. Indica quanto bene due materiali si muovono l'uno contro l'altro o quanto facilmente si attaccano l'uno all'altro. Il coefficiente di attrito è descritto sia come coefficiente di scorrimento (attrito cinetico) sia come attrito iniziale (attrito statico). Più alto è il coefficiente di attrito, più ruvida è la superficie del materiale.
Coefficiente di attrito statico μS = Fs/FP
Coefficiente di attrito dinamico μD = FD/FP
| Abbreviazione | Unità | Cognome | Breve descrizione |
| μs | Coefficiente di attrito statico |
| |
| Fs | N | Forza di attrito statica | Fs è la forza di attrito statica espressa in newton |
| FP | N | Forza standard | FP è la forza standard esercitata dalla massa del carrello, espressa in Newton (= 1,96 N) |
| µD | Coefficiente di attrito cinetico |
| |
| FD | N | Forza di attrito cinetica | F D è la forza di attrito dinamica espressa in Newton |
ISO 8295 Eseguire un test e configurazione di prova
Dispositivo di prova COF:
- La determinazione del coefficiente di attrito secondo la norma ISO 8295 può essere facilmente eseguita su una macchina per prove statiche zwickiLine utilizzando un dispositivo di prova ZwickRoell aggiuntivo.
- Il dispositivo di prova è costituito da un tavolo di prova orizzontale e da una slitta di massa nota. Il dispositivo di prova può essere utilizzato per determinare il comportamento di attrito tra due film, così come tra una un foglio e una lamiera (in acciaio inossidabile o vetro).
Eseguire un test:
- Il film viene fissato alla slitta. Il secondo film può essere fissato alla tavola di prova in acciaio inossidabile o alla piastra di vetro inclusa, che viene posizionata sul tavolo in acciaio inossidabile. La coppia di pellicole è montata tra la tavola e la slitta in modo da avere un supporto su tutta la superficie con una pressione uniformemente distribuita sull'intera superficie nota. A tale scopo si utilizza uno strato di feltro.
- Ai fini del test, è irrilevante il modo in cui la slitta viene spostata.
- Per determinare l'attrito statico, la slitta è collegata al sensore di forza tramite una molla di tensione standardizzata con un indice definito e un filo. In questo modo, la forza di trazione sulla slitta può essere misurata con accuratezza durante il movimento. Quando si misura l'attrito cinetico, si deve escludere qualsiasi effetto di slittamento, per cui si esclude l'uso della molla di trazione.
Calcolo del coefficiente di attrito:
- Il coefficiente di attrito è rappresentato dal quoziente della forza di trazione misurata sulla slitta e la sua forza di contatto dovuta al suo stesso peso. Coefficiente di attrito μ = Fs/FD
- Il coefficiente di attrito statico (attrito statico) è calcolato dal primo valore di picco della forza di trazione sulla slitta, mentre il coefficiente di attrito cinetico (attrito radente) è calcolato dal valore medio della forza di trazione sulla slitta durante una determinata distanza di scorrimento.
ISO 8295 proprietà di attrito su film separatori nelle prove sulle batterie
I film separatori in una batteria agli ioni di litio separano l'anodo e il catodo l'uno dall'altro per evitare cortocircuiti elettrici. Allo stesso tempo, il separatore consente il flusso di portatori di carica ionizzati, necessari per chiudere il circuito in una cella elettrochimica.
Insieme ai separatori ceramici e ai non tessuti in fibra di vetro, vengono utilizzate principalmente membrane polimeriche. La determinazione affidabile della resistenza alla trazione e della deformazione a rottura fornisce informazioni sull'integrità del film separatore sottoposto a stress meccanico operativo. Un film separatore più spesso impedisce in modo efficiente e sicuro il contatto tra anodo e catodo, mentre un film più sottile consente di ridurre il peso della batteria e di migliorare la densità energetica.
Il comportamento del separatore rispetto al coefficiente di attrito tra il rivestimento dell'elettrodo e il separatore è un aspetto importante. Questi valori caratteristici influenzano le prestazioni della cella e sono particolarmente rilevanti per l'impostazione dei parametri di produzione durante i processi di avvolgimento. ZwickRoell consente di eseguire test a temperatura ambiente e, con l'ausilio delle camere climatiche ZwickRoell, test a temperature prossime a quelle di funzionamento, nell'intervallo compreso tra -20 °C e +50 °C. Ciò garantisce una caratterizzazione completa dei film separatori in varie condizioni.
ISO 8295 e ASTM D1894 sono spesso utilizzati come standard sostitutivi per caratterizzare le proprietà di attrito, in quanto attualmente non esistono standard di prova specifici per le batterie EV. Queste prove vengono eseguite anche in uno stato di bagnatura elettrolitica, al fine di ottenere caratteristiche meccaniche realistiche. Il coinvolgimento attivo nell'ulteriore sviluppo degli standard, in particolare per i materiali delle batterie, assicura che i metodi di prova ZwickRoell continueranno a soddisfare tutti i requisiti futuri.
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FAQ
Più una superficie è ruvida, maggiore è il suo coefficiente di attrito. Indica quanto bene due materiali si muovono l'uno contro l'altro (attrito cinetico o dinamico) o quanto facilmente si attaccano l'uno all'altro (attrito statico). Il coefficiente di attrito statico indica quanta forza è necessaria per spostare due materiali, mentre il coefficiente di attrito cinetico o dinamico descrive la forza necessaria per mantenerli in movimento. Il coefficiente di attrito (μ) è il risultato principale dei test secondo ISO 8295.
Il coefficiente di attrito è calcolato come il quoziente della forza di trazione misurata sulla slitta e la sua forza di contatto che risulta dal suo stesso peso. La formula per il calcolo è la seguente:
- Coefficiente di attrito: μS = Fs/FP
- Coefficiente di attrito dinamico: μD = Fs/FP
dove FS e FD sono rispettivamente la forza di attrito statica e dinamica (in Newton) e FP è la forza standard esercitata dalla massa della slitta, espressa in Newton (= 1,96 N).
ISO 8295 e ASTM D1894 sono due standard internazionali per la determinazione del coefficiente di attrito dei film plastici. Gli standard fanno una distinzione tra le dimensioni e il peso della slitta e il materiale con cui la slitta deve essere ricoperta o rivestita. Anche le dimensioni dei campioni differiscono. A differenza della ASTM D1894, la ISO 8295 specifica, per il test, l'uso di una molla.