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破裂试验检测

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发布时间：2025-07-10 03:19:02 更新时间：2025-07-09 03:19:03

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

破裂试验检测：评估材料强度与完整性的关键手段

破裂试验检测是材料科学与工程领域一项至关重要的破坏性测试方法，主要用于评估各类片状、膜状或容器类材料（如纸张、纸板、塑料薄膜、纺织品、金属箔、复合材料以及包装容器等）在受到垂直于平面方向的均匀递增压力时，抵抗破裂的能力。其核心目标是测定材料的破裂强度和耐破度，这些指标直接关系到产品的最终使用性能、安全性和可靠性。例如，在包装工业中，它决定了包装能否承受内部压力或外部堆叠压力而不发生破损；在纺织品领域，它反映了织物抵抗突然冲击或刺穿的能力。该检测广泛应用于质量控制、原料验收、产品研发及合规性验证等环节。

核心检测项目

破裂试验检测的核心项目通常围绕以下几个关键参数展开：

破裂强度 (Bursting Strength): 材料破裂瞬间所能承受的最大压力值，通常以千帕 (kPa) 或磅力每平方英寸 (psi) 表示。这是最核心的指标。
破裂指数 (Burst Index): 针对纸张纸板类材料，指破裂强度 (kPa) 除以定量 (g/m²) 的值，用于比较不同定量材料的强度性能。
破裂因子 (Burst Factor): 另一种常用于纸张纸板的强度表示方法，通常为破裂强度 (psi) 乘以1000再除以定量 (lb/3000ft²)。
耐破度: 广义上与破裂强度同义，强调材料承受压力而不破的能力。
破裂伸长率 (可选): 部分高级设备可记录试样在破裂时的变形量。

关键检测仪器

进行破裂试验检测的核心设备是专用的破裂强度测试仪 (Bursting Strength Tester)，主要类型包括：

液压式破裂强度测试仪: 最传统和常用的类型。其工作原理是将试样夹持在上下两个环形夹具之间，下夹具下方是一个弹性良好的橡胶膜片（胶膜），构成测试腔。通过液压泵或电机驱动的活塞，将甘油或其他合适的液压油/液体匀速压入腔体，使胶膜均匀凸起，压迫试样背面直至其破裂。压力传感器实时监测并记录破裂瞬间的压力峰值。
气压式破裂强度测试仪: 使用压缩空气代替液压油作为施压介质。其结构与液压式类似，但测试腔需要更高的密封要求。气压式通常适用于测试强度较低的材料，或对油污敏感的应用场景。
智能数字测试仪: 现代破裂强度测试仪通常配备微处理器、高精度传感器、液晶显示屏或电脑软件，实现测试过程的自动化控制、数据实时采集、处理、存储、显示以及报告生成。关键部件包括：刚性测试台、环形夹具（需满足规定尺寸和夹持力要求）、弹性胶膜、加压系统（液压泵/气压系统）、压力传感器和控制系统。

标准检测方法

破裂试验检测遵循标准化的操作流程，以确保结果的可比性和可靠性：

试样制备: 按标准规定从待测材料（成品或特定位置）裁取规定尺寸和数量的试样。试样应平整、无皱褶、无可见缺陷。
仪器校准: 测试前必须使用标准铝箔片或标准校准砝码对仪器的压力传感器进行校准，确保其精度满足要求。检查并确保胶膜状态良好（无老化、龟裂、过度变形），必要时更换新胶膜。
装夹试样: 将试样平整地放置在测试台的下夹环上，确保无皱褶。旋紧上夹环，施加规定的夹持力（通常标准中有明确要求，如690 kPa或100 psi），使试样被牢固夹持在上下环形夹具之间。
加压测试: 启动仪器，加压系统开始以恒定速率（例如，液压式常用95 ± 5 mL/min；气压式需按相应标准规定）向胶膜下方腔体注入压力介质（液压油或空气）。胶膜受压均匀凸起，持续顶压试样中心区域。
终点判定与记录: 仪器持续监测压力。当试样承受不住压力而突然破裂时，压力值达到峰值后迅速下降。仪器自动捕捉并记录该破裂瞬间的最大压力值（破裂强度）。部分仪器可同时记录破裂时间或位移。
结果计算: 对于纸张纸板等，根据记录的破裂强度平均值和试样的定量，计算破裂指数或破裂因子（若标准要求）。
报告: 出具测试报告，包含样品信息、测试标准、测试条件（温湿度）、试样数量、单个测试值、平均值、结果单位以及计算出的指数/因子（如适用）等。