一種形狀記憶性能測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于物體的形狀記憶性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種形狀記憶性能測試儀，其包括機箱、導(dǎo)桿、用于夾緊測試樣品的夾頭、用于拉伸測試樣品的操作桿、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、用于設(shè)定和顯示溫度的控制儀表及電源。導(dǎo)桿固定于機箱內(nèi)，其上設(shè)有長度刻度；夾頭可滑動地設(shè)置在導(dǎo)桿上，機箱相對的兩側(cè)均穿設(shè)有操作桿，機箱相對兩側(cè)上的操作桿的一端分別穿出機箱的兩側(cè)，另一端可分別與測試樣品的兩端固定連接。本實用新型可計算出測試樣品的形狀固定率、形狀回復(fù)率、形狀回復(fù)溫度和形狀回復(fù)速度等參數(shù)，還可用于制備復(fù)合膜材料，可對聚合物進行加熱、保溫、冷卻等處理；其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、造價低且功能豐富。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于物體的形狀記憶性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種形狀記憶性能 測試儀。 一種形狀記憶性能測試儀

【背景技術(shù)】
[0002] 形狀記憶是指具有初始形狀的物體，經(jīng)形變固定之后，通過加熱等外部條件的刺 激處理，又可使其恢復(fù)初始形狀的現(xiàn)象。形狀記憶聚合物是一類典型的智能高分子材料，研 究最早也最為廣泛的是熱致形狀記憶高分子。形狀記憶高分子不僅形變量大、賦形容易、形 狀響應(yīng)溫度便于調(diào)整，而且具有保溫、絕緣性能好、不銹蝕、易著色、可印刷、質(zhì)輕價廉等特 點。目前，已經(jīng)在醫(yī)療裝備，紡織工業(yè)，數(shù)碼通訊產(chǎn)品等方面展現(xiàn)了非常大的應(yīng)用前景。表 征形狀記憶聚合物的性能包括形狀固定率、形狀回復(fù)率、形狀回復(fù)溫度和形狀回復(fù)速度等。 形狀固定率主要描述聚合物固定臨時形變量的能力；形狀回復(fù)率主要描述聚合物在外界刺 激條件下回復(fù)到初始（原始）形狀的能力；形狀回復(fù)溫度主要描述聚合物回復(fù)了 50%臨時 形變時的溫度；形狀回復(fù)速度用來描述聚合物回復(fù)臨時變形量的快慢，是單位時間或溫度 下的回復(fù)形變量。目前用于測試聚合物形狀記憶性能的設(shè)備主要是帶變溫箱的萬能拉伸試 驗機和動態(tài)力學(xué)性能測試儀等，但這兩套設(shè)備價格高，體積大，設(shè)備復(fù)雜，測試方法復(fù)雜。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種形狀記憶性能測試儀，旨在解決現(xiàn) 有技術(shù)中的形狀記憶性能測試儀價格高、體積大，設(shè)備復(fù)雜、測試方法復(fù)雜的問題。
[0004] 本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種形狀記憶性能測試儀，其包括機箱、導(dǎo)桿、用于夾 緊測試樣品的夾頭、用于拉伸測試樣品的操作桿、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、用于設(shè)定和顯示溫 度的控制儀表及電源；所述導(dǎo)桿固定于所述機箱內(nèi)，其上設(shè)有長度刻度；所述夾頭可滑動 地設(shè)置在所述導(dǎo)桿上，所述機箱相對的兩側(cè)均穿設(shè)有所述操作桿，所述機箱相對兩側(cè)上的 操作桿的一端分別穿出所述機箱的兩側(cè)，另一端可分別與所述測試樣品的兩端固定連接。
[0005] 進一步地，所述機箱包括上下設(shè)置的測試腔及控制機箱，所述夾頭、導(dǎo)桿及操作桿 設(shè)置于所述測試腔內(nèi)，所述加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制儀表及電源設(shè)置于所述控制機箱內(nèi)。
[0006] 進一步地，所述測試腔內(nèi)設(shè)置有兩條相互平行的所述導(dǎo)桿，所述夾頭固定于所述 的兩條導(dǎo)桿之間。
[0007] 進一步地，所述兩條導(dǎo)桿上設(shè)有間隔地設(shè)置有兩個所述夾頭。
[0008] 進一步地，所述加熱系統(tǒng)包括加熱控制儀表及加熱元件。
[0009] 進一步地，所述測試腔的側(cè)面上設(shè)置有用于排氣的風(fēng)機。
[0010] 進一步地，所述形狀記憶性能測試儀還包括蓋設(shè)于所述箱體頂部的箱蓋。
[0011] 進一步地，所述箱蓋的中間區(qū)域上嵌設(shè)有用于觀察所述箱體內(nèi)部的玻璃窗。
[0012] 進一步地，所述夾頭由耐高溫材料制造而成。
[0013] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實用新型通過控制儀表控制加熱 系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)可使箱體內(nèi)部溫度固定為某一目標(biāo)值，使用操作桿拉伸測試樣品，可使其 發(fā)生形變，通過導(dǎo)桿上的刻度可讀出其形變量；操作者讀出多個時刻的溫度及與該溫度下 樣品的長度，可得出樣品形變恢復(fù)與溫度的變化關(guān)系，從而可計算出形狀固定率、形狀回復(fù) 率、形狀回復(fù)溫度和形狀回復(fù)速度等參數(shù)，本實用新型的形狀記憶性能測試儀結(jié)構(gòu)簡單、體 積小，造價低且測試方法簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型實施例提供的一種形狀記憶性能測試儀的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2是應(yīng)用圖1所示實施例測試樣品形狀記憶性能時測試樣品的形變回復(fù)率與溫 度的關(guān)系曲線圖。

【具體實施方式】
[0016] 為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以 下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實 施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017] 如圖1所示，為本實用新型的一較佳實施例，一種形狀記憶性能測試儀，其包括機 箱1、導(dǎo)桿2、用于夾緊測試樣品200的夾頭3、用于拉伸測試樣品200的操作桿4、加熱系統(tǒng) 5、制冷系統(tǒng)6、用于設(shè)定和顯示溫度的控制儀表7及電源8。導(dǎo)桿2固定于機箱1內(nèi)，其上 設(shè)有長度刻度；夾頭3可滑動地設(shè)置在導(dǎo)桿2上，機箱1相對的兩側(cè)均穿設(shè)有操作桿4,機 箱1相對兩側(cè)上的操作桿4的一端分別穿出機箱1的兩側(cè)，另一端可分別與測試樣品200 的兩端固定連接。
[0018] 具體地，機箱1包括上下設(shè)置的測試腔11及控制機箱12,夾頭3、導(dǎo)桿2及操作桿 4設(shè)置于測試腔11內(nèi)，加熱系統(tǒng)5、制冷系統(tǒng)6、控制儀表7及電源8設(shè)置于控制機箱12內(nèi)。 測試腔11內(nèi)設(shè)置有兩條相互平行的導(dǎo)桿2,夾頭3固定于兩條導(dǎo)桿2之間；兩條導(dǎo)桿2上 間隔地設(shè)置有兩個夾頭3。
[0019] 進一步地，上述夾頭3由耐高溫材料制造而成，從而可適應(yīng)箱體1內(nèi)的高溫環(huán)境。 測試腔11的側(cè)面上設(shè)置有用于排氣的風(fēng)機9,用于排放機箱1內(nèi)的冷氣或熱氣，加熱系統(tǒng)5 包括加熱控制儀表51及加熱元件52,該加熱元件52設(shè)置內(nèi)測試腔11底部。上述形狀記憶 性能測試儀還包括蓋設(shè)于箱體1頂部的箱蓋13,箱蓋13的中間區(qū)域上嵌設(shè)有用于觀察箱體 1內(nèi)部的玻璃窗131，從而可方便操作者讀取測試樣品200的形變量。
[0020] 應(yīng)用上述形狀記憶性能測試儀的測試樣品形狀記憶性能的過程如下：1、安裝測試 樣品200,如長方形樣條，用耐高溫的夾頭3擰緊測試樣品200,并將測試樣品200的兩端分 別與操作桿4固定連接。2、調(diào)節(jié)控制儀表7,設(shè)置溫度為80°C (按升溫或降溫按鍵至設(shè)定 溫度，然后按SET)，溫度升至設(shè)置溫度后，在箱體1外拉動操作桿4,使測試樣品200沿著導(dǎo) 桿2拉伸至一定的形變量，如100%。3、鎖定操作桿4,調(diào)低溫度，降溫至低溫，如20°C，固定 變形形變約30min。4、松開操作桿4,調(diào)節(jié)測試樣品200,使測試樣品200剛好伸直，讀取導(dǎo) 桿2上的刻度記錄測試樣品200長度，即可以根據(jù)前面的變形量計算出測試樣品200的形 變固定率，即形狀固定率。5、使操作桿4保證松開狀態(tài)，調(diào)節(jié)控制儀表7,慢慢升溫至高溫， 如80°C ;根據(jù)導(dǎo)桿2上的刻度記錄測試樣品200的長度，即可以觀察到任一溫度下測試樣 品200的長度，從而計算其形變量。6、最后，可以由形變量對溫度作圖，得到如圖2所示的 形變回復(fù)率與溫度的關(guān)系曲線，找出形變恢復(fù)或測試樣品200收縮與溫度的變化關(guān)系。從 變化關(guān)系圖中可以計算出測試樣品200的最快回復(fù)溫度即回復(fù)50%變形量的溫度、初始回 復(fù)溫度（回復(fù)10%形變量時的溫度）、最終回復(fù)溫度（回復(fù)90%的形變量的溫度）以及形 變回復(fù)速率等參數(shù)。
[0021] 本實施例通過控制儀表7可控制加熱系統(tǒng)5或制冷系統(tǒng)6,使箱體1內(nèi)部溫度固定 為某一目標(biāo)值，使用操作桿4拉伸測試樣品200,可使其發(fā)生形變，通過導(dǎo)桿2上的刻度可讀 出其形變量；操作者讀出多個時刻的溫度及與該溫度下測試樣品200的長度，可得出測試 樣品200形變恢復(fù)與溫度的變化關(guān)系，從而可計算出形狀固定率、形狀回復(fù)率、形狀回復(fù)溫 度和形狀回復(fù)速度等參數(shù)，本實用新型的形狀記憶性能測試儀結(jié)構(gòu)簡單、體積小，造價低且 測試方法簡便。
[0022] 本實施例的測試儀除測試功能外，還可用于制備高分子復(fù)合膜材料，具體制備過 程如下：1、剪出兩片高分子膜（圖中未示出），并把適當(dāng)粘膠劑放在兩片高分子膜之間，得 到高分子復(fù)合膜樣品（圖中未示出）。2、然后用耐高溫的夾頭3把高分子復(fù)合膜樣品固定。 3、調(diào)節(jié)控制儀表9,設(shè)置溫度為100°C (按升溫，降溫按鍵至設(shè)定溫度，然后按SET)，使兩片 高分子膜在這一溫度下定型復(fù)合30分鐘。4、最后，打開箱蓋13,或降溫至室溫環(huán)境，取出高 分子復(fù)合膜樣品，即為高分子復(fù)合膜材料，該復(fù)合膜材料制備方法，一方面可以保證聚合物 膜在復(fù)合制備過程中不發(fā)生收縮變形，也不會復(fù)合緊密，另外，上述測試儀器可對聚合物進 行加熱、保溫、冷卻等處理，功能豐富，操作方便。
[0023] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種形狀記憶性能測試儀，其特征在于，其包括機箱、導(dǎo)桿、用于夾緊測試樣品的夾 頭、用于拉伸測試樣品的操作桿、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、用于設(shè)定和顯示溫度的控制儀表及 電源；所述導(dǎo)桿固定于所述機箱內(nèi)，其上設(shè)有長度刻度；所述夾頭可滑動地設(shè)置在所述導(dǎo) 桿上，所述機箱相對的兩側(cè)均穿設(shè)有所述操作桿，所述機箱相對兩側(cè)上的操作桿的一端分 別穿出所述機箱的兩側(cè)，另一端可分別與所述測試樣品的兩端固定連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述機箱包括上下設(shè)置的 測試腔及控制機箱，所述夾頭、導(dǎo)桿及操作桿設(shè)置于所述測試腔內(nèi)，所述加熱系統(tǒng)、制冷系 統(tǒng)、控制儀表及電源設(shè)置于所述控制機箱內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述測試腔內(nèi)設(shè)置有兩條 相互平行的所述導(dǎo)桿，所述夾頭固定于所述的兩條導(dǎo)桿之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述兩條導(dǎo)桿上設(shè)有間隔 地設(shè)置有兩個所述夾頭。
5. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)包括加熱控 制儀表及加熱元件。
6. 如權(quán)利要求2所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述測試腔的側(cè)面上設(shè)置 有用于排氣的風(fēng)機。
7. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述形狀記憶性能測試儀 還包括蓋設(shè)于所述箱體頂部的箱蓋。
8. 如權(quán)利要求7所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述箱蓋的中間區(qū)域上嵌 設(shè)有用于觀察所述箱體內(nèi)部的玻璃窗。
9. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶性能測試儀，其特征在于，所述夾頭由耐高溫材料制 造而成。
【文檔編號】G01N3/00GK203849088SQ201420250682
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】陳少軍, 陳仕國, 戈早川, 莫富年 申請人:深圳大學(xué)