ASTM D1894 Współczynnik tarcia folii z tworzyw sztucznych
ASTM D1894 opisuje standardową metodę badawczą służącą do określania statycznych i kinetycznych współczynników tarcia (współczynników początkowych i ślizgowych) folii i arkuszy z tworzyw sztucznych, gdy ślizgają się one po sobie lub innych materiałach w określonych warunkach badawczych.
Współczynniki tarcia dostarczają informacji o właściwościach ślizgowych folii z tworzyw sztucznych i odgrywają ważną rolę, szczególnie w przemyśle opakowaniowym, i są istotne zarówno w kontroli jakości podczas produkcji folii, jak i w opracowywaniu materiału foliowego do celów projektów technicznych. Ponadto odgrywają również ważną rolę w postaci folii separacyjnych w badaniu akumulatorów EV .
ASTM D1894 nie jest technicznie równoważna swojemu odpowiednikowi ISO ISO 8295, więc wyników obu metod nie można bezpośrednio porównać.
Cel & Obszar zastosowań Współczynnik tarcia folii separacyjnych Próbki & Wymiary Przeprowadzenie badania & Środki pomiarowe Downloads FAQ Proszę o poradę
ASTM D1894 Cel & Obszar stosowania
Określenie współczynników tarcia zgodnie z ASTM D1894 jest szczególnie istotne w przypadku materiałów foliowych poddawanych dalszej obróbce w maszynach pakujących i drukujących. W szczególności współczynnik tarcia statycznego i ślizgowego folii z tworzyw sztucznych dostarcza ważnych informacji na temat przetwarzalności i struktury powierzchni, co z kolei jest ważne dla drukowania. Folie z tworzyw sztucznych są szeroko stosowane w przemyśle opakowaniowym, takim jak opakowania do żywności i Non-Food. Są także ważnymi składnikami bardziej złożonych produktów, takich jak akumulatory do pojazdów elektrycznych.
Wartości charakterystyczne / Wyniki badawcze zgodnie z ASTM D1894
W badaniu zgodnie z ASTM D1894 współczynnik tarcia (μ) jest głównym wynikiem. Wskazuje, jak dobrze dwa materiały poruszają się względem siebie lub jak łatwo się do siebie przylegają. Współczynnik tarcia opisuje się zarówno jako współczynnik tarcia dynamicznego, jak i współczynnik tarcia statycznego. Im wyższy współczynnik tarcia, tym bardziej chropowata powierzchnia.
Współczynnik tarcia μ = Fs/FD
| Skrót | Jednostka | Nazwa | Krótki opis |
| μs | Statyczna wartość tarcia Statyczny współczynnik tarcia |
| |
| Fs | N | Siła statycznego tarcia Statyczna siła tarcia | Fs to siła tarcia statycznego wyrażona w Newtonach |
| µk | Ślizgowa wartość tarcia Dynamiczny współczynnik tarcia |
| |
| Fk | N | Siła tarcia kinetycznego Dynamiczna siła tarcia | FD to normalna siła w Newtonach wywierana przez masę sanek |
ASTM D1894 Próbki & Wymiary
Zgodnie z ASTM D1894 próbkę mocowaną do płaszczyzny definiuje się jako mierzącą 250 mm x 130 mm (10 cali x 5 cali). Próbkę folii zamontowaną na wózku należy przyciąć do ok. 120 mm (4,5 cala) w kwadracie i nie powinna przekraczać grubości próbki 0,254 mm (stosując terminologię dotyczącą folii ASTM D883).
ASTM D1894 Przeprowadzenie badania & Środki pomiarowe
Maszyna wytrzymałościowa COF i urządzenie badawcze:
- Określenie współczynników tarcia zgodnie z ASTM D1894 można w prosty spsosób przeprowadzić na statycznej maszynie wytrzymałościowej zwickiLine z zastosowaniem dodatkowego urządzenia badawczego firmy ZwickRoell.
- Urządzenie badawcze składa się z płaskiego stołu podporowego i wózka o znanej masie. Urządzeniem do badania tarcia można określić właściwości tarcia między folią a folią.
Przeprowadzenie badania:
- Pierwsza folia zostaje zakleszczona na sankach. Drugą folię można zacisnąć na stoliku badawczym ze stali nierdzewnej lub na dołączonej płycie szklanej, która jest umieszczona na stoliku ze stali nierdzewnej. Parę folii mocuje się pomiędzy stołem a wózkiem w taki sposób, aby na znanej powierzchni znajdowało się podparcie na całej powierzchni z takim samym rozkładem nacisku. Osiąga się to poprzez zastosowanie miękkiej warstwy filcu.
- Dla badania nie ma znaczenia, czy wózek przesuwa się po stole, czy też ruch ten odbywa się za pomocą stołu.
Obliczenie współczynnika tarcia:
- Współczynnik tarcia wyraża się jako iloraz siły rozciągającej zmierzonej na wózku i siły podparcia wózka spowodowanej jego własnym ciężarem: Współczynnik tarcia μ = Fs/FD
- Statyczny współczynnik tarcia (Tarcia statyczne) oblicza się na podstawie pierwszej wartości wierzchołkowej siły ciągnącej na suwak, natomiast dynamiczny współczynnik tarcia (Tarcia dynamiczne) oblicza się na podstawie średniej wartości siły rozciągającej wózka na zdefiniowanej drodze ślizgowej.
Właściwości tarcia folii separacyjnych w badaniu akumulatorów zgodnie z ASTM D1894
Folie separujące w akumulatorze litowo-jonowym oddzielają anodę i katodę od siebie, aby zapobiec zwarciom elektrycznym. Jednocześnie separator umożliwia przepływ zjonizowanych nośników ładunku, niezbędnych do zamknięcia obwodu w ogniwie elektrochemicznym.
Oprócz separatorów ceramicznych i włóknin szklanych stosuje się przede wszystkim membrany polimerowe. Określenie wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia przy zerwaniu pozwala wyciągnąć wnioski na temat integralności folii separatora pod wpływem mechanicznych naprężeń eksploatacyjnych. Podczas gdy grubsze folie separacyjne skutecznie i bezpiecznie zapobiegają kontaktowi anody z katodą, cieńsze folie umożliwiają zmniejszenie masy akumulatora i poprawę gęstości energii.
Innym istotnym aspektem jest zachowanie separatora w odniesieniu do współczynnika tarcia pomiędzy powłoką elektrody a separatorem. Parametry te wpływają na wydajność ogniwa i są szczególnie ważne przy ustalaniu parametrów produkcyjnych w procesach nawijania. ZwickRoell umożliwia badania nie tylko w temperaturze pokojowej, ale także w temperaturach roboczych w zakresie od -20°C do +50°C przy wykorzystaniu komór temperaturowych ZwickRoell. Zapewnia to kompleksową charakterystykę folii separacyjnych w różnych warunkach.
Ponieważ nie ma jeszcze konkretnych norm testowania akumulatorów pojazdów elektrycznych, powszechnie stosuje się normę ASTM D1894 jako normę zastępczą do charakteryzowania ich właściwości ciernych. Testy te przeprowadza się również w stanie zwilżonym elektrolitem, aby uzyskać realistyczne właściwości mechaniczne. Aktywny udział w dalszym opracowywaniu norm, zwłaszcza dotyczących materiałów akumulatorowych, gwarantuje, że procedury badawcze ZwickRoell będą w przyszłości nadal spełniać wszystkie wymagania.
Skorzystaj z wiodącego oprogramowania badawczego w badaniu materiałów
Oprogramowanie badawcze testXpert firmy ZwickRoell oferuje:
- Prosta obsługa: Rozpocznij badanie natychmiast i po prostu bądź ekspertem – z maksymalną ochroną.
- Bezpieczne i wydajne badanie: Skorzystaj z wiarygodnych wyników badań i maksymalnej wydajności badania.
- Elastyczna integracja: testXpert idealnie pasuje do wszystkich Twoich aplikacji i procesów – po prostu zapewnia bardziej efektywny Workflow
- Przyszłościowy Design: Oprogramowanie badawcze na cały cykl życia, gotowe na przyszłe zadania badawcze!
Często zadawane pytania, dotyczące wyznaczania współczynnika tarcia zgodnie z ASTM D1894
ISO 8295 i ASTM D1894 to dwie międzynarodowe normy określające współczynnik tarcia folii z tworzyw sztucznych. Normy różnicują m.in. wielkość i wagę wózka oraz materiał, jakim wózek musi być pokryty lub przykryty. Ponadto wielkość próbek do badań jest różna. W przeciwieństwie do ASTM D1894, ISO 8295 wymaga użycia sprężyny podczas badania.
Współczynnik tarcia oblicza się jako iloraz siły rozciągającej zmierzonej na wózku i siły nacisku wózka na podstawie jego własnego ciężaru. Wzór na obliczenie współczynnika tarcia brzmi t μ = Fs/FD.
Współczynnik tarcia (μ) jest głównym wynikiem badania zgodnie z ASTM D1894. Wskazuje, jak dobrze dwa materiały poruszają się względem siebie (współczynnik tarcia dynamicznego) lub jak łatwo się do siebie przylegają (współczynnik tarcia statycznego). Współczynnik tarcia statycznego wskazuje, ile siły potrzeba, aby 2 materiały się poruszały, współczynnik tarcia dynamicznego opisuje siłę niezbędną do utrzymania ich w ruchu.
Współczynnik tarcia stwierdza, że im wyższy współczynnik tarcia powierzchni, tym jest ona bardziej nierówna.