玻璃钢的热学性能检测教案2(DOC)

1、冀州市职教中心教学设计第1页共 11 页教学设计授课学科：玻璃钢性能检测授课班级：授课教师：蔡为民授课章节：项目三任务一（二） 石英管示差法测定热膨胀系数授课类型：新授学时安排：3授课题目：石英管示差法测定热膨胀系数教学目的：1、测定热膨胀系数的原理和方法2、掌握影响树脂热性能的主要因素。3、了解常用的耐热试验方法。教学重点：测定热膨胀系数；常用的耐热试验方法教学难点：测定热膨胀系教学方法：讲授教学准备：设计思路：教学过程设计思路及时间分配课前探究：导入新课：石英管示差法测定热膨胀系数的原理和测试方法 中包括哪些注意事项又如何计算结果，下面讲述。教学内容：（一）石英管示差法测定热膨胀系数的原理

2、冀州市职教中心教学设计第2页共 11 页1. 石英管示差法的原理：试样放入石英制成的内管和外管之间，外管上端被固 定，内端上端与测量装置相连接，下端与式样接触，当式样 受 时，膨胀量通过石英内管传递给测量装置。2. 零值确定：假设内管和外管没有试样，且内管一直伸 入到外管底部，加热使之膨胀，则因内外管长度 一样，膨 胀量也一样，所以测量装置示出零值。3测量原理关系式：测量装置的读数亠1试样伸长量Lo试样原始长度（厘米或米）温度变化范围（C）ar玻璃钢试样的平均线膨胀系数（1/C）a石英石英管的线膨胀系数（1/C）a二_/ Lo+a石英上式中a石英可根据石英玻璃在不同温度下的线膨胀系 数来确定，

3、AL/Lo为玻璃钢平均示膨胀系数，从而计算aT 玻璃钢的平均线膨胀系数。玻璃钢线膨胀系数的测试魅影遵照国标 GB2572-81 规平均线膨胀系数测试冀州市职教中心教学设计第3页共 11 页定的实验方法进行。1试样制造玻璃钢线膨胀系数试样为圆柱形，其直径为6-10mm，长度为 50 或 100mm。试样端面必须平整，并与试样长轴 相垂直，两端面不平行度小于 0.04mm。也可以采用正方形试样，其边长为5-7mm，长度为50-100mm，每组试样不少于 3 个。2. 试验条件的选择试验环境条件应为：温度 233C,相对湿度 45 55% , 试验前应在标准环境条件下放置 24 小时以上。试样设备选

4、用线膨胀测定仪，要求仪器对试样能均匀加 热，可以控制试样温度上升速度，能测定试样温度和相应的 伸长量。加热炉均温区温度波动不大于 0.5C。测量试样伸长变化装置的精度为0.001mm。测量试样温度装置的精度为 0.5C。3. 升温速度为 1 ).2C/分钟。试验v1试验前对试样的外观进行检查，在树脂固化峰值 温度下预处理 2 小时或按产品技术要求处理后， 在烘干箱内自然冷却至室温。冀州市职教中心教学设计第4页共 11 页v2将检查合格的试样进行编号，每个试样长度测量 3 次，取算术平均值。测量精确度为士 0.05mm。v3试样安放在膨胀仪的石英管内，使试样轴线和膨 胀石英管的轴线一致，并校准零

5、点，使其稳定。v4试样安放好后，开动加热装置，以 1 ).2 C /分钟 的升温速度对试管加热，记录温度 T 及其相应的 试样长度变化量直至所要求的实验温度。4试验结果整理试验结果包括：(1) 绘制膨胀-温度曲线，计算该曲线部分的平均线膨 胀系数或按要求计算某个温度间隔内的平均线膨胀系数。(2) 计算平均线膨胀系数a,用下式：0T1-T2=_/(KLo)+0 石英L0试样在室温下的长度，毫米K-测量试样伸长装置的放大倍数温度差，C= T2-T1(四)玻璃钢耐热性能检测v一 玻璃钢的耐热性玻璃钢的耐热性是指温度对其热力学性能的影响。冀州市职教中心教学设计第5页共 11 页一般来讲玻璃纤维增强材料

6、的热稳定性比较好，在300C以下，其性能无显著变化，因此玻璃钢的耐热性， 主要取决于树脂基体的热稳定性。温度对树脂的影响表现在两个方面：一是物理性能变化，即温度引起树脂大分子物理状 态变化，因而使力学性能大幅度下降，二是化学变化，即温度引起大分子降解老化。体型高分子化合物不存在粘流态，只有玻璃态和高 弹态两种。玻璃化温度（Tg）：由玻璃态向高弹态转化的温度。值得注意的是：玻璃钢材料不能在树脂基体处于高 弹态工作，因为此时树脂粘结性失去刚性，弹性模量急 剧下降，发生高弹变形。影响树脂热性能的主要因素有三：一是分子链的钢性；二是固化剂的性质；三是固化 树脂的交联密度。二玻璃钢耐热性实验常用的耐热试

7、验方法有：马丁耐热试验法、维卡耐 热试验方法和热变形温度试验法。其共同热点是测量在规定的施力方式、载荷大小、升温速度及变形值时的温 度。其本质却是测量材料在固定环境温度变化和承力条 件下，温冀州市职教中心教学设计第6页共 11 页度一一变形曲线上的一个点。冀州市职教中心教学设计第7页共 11 页冀州市职教中心教学设计第8页共 11 页板书设计：（一） 石央管示差法测定热膨胀 系数的原理1.石英管示差法的原理：的原理2 测量原理关系式：（二）平均线膨胀系数测试1试样制造2试验条件的选择作业设计：1、影响玻璃钢导热系数测定结果的因素包括那些方面？2、影响树脂热性能的主要因素 有哪些？3.有常用的耐

8、热试验方法有哪几种？冀州市职教中心教学设计第9页共 11 页3试验试验结果整理4试验结果整理试验结果包括：(1 )绘制膨胀-温度曲线， 计算该曲线部分的平均线膨胀系 数或按要求计算某个温度间隔内 的平均线膨胀系数。(2)计算平均线膨胀系数a,用下式：oT1-T2=_/(KL0AT)+a石 英值得注意的是：玻璃钢材料 不能在树脂基体处于高弹态工 作，因为此时树脂粘结性失去刚 性，弹性模量急剧下降，发生高 弹变形。(三)影响树脂热性能的主要 因素有三：一是分子链的钢性；二是固 化剂的性质；三是固化树脂的交冀州市职教中心教学设计第10页共 11 页联密度。二玻璃钢耐热性实验1.常用的耐热试验方法有：

9、马丁耐热试验法、维卡耐 热试验方法和热变形温度 试验法。其共冋热点疋测 量在规定的施力方式、载 荷大小、升温速度及变形 值时的温试验条件的选择 2试验条件的选择度。课堂小结：平均线膨胀系数测试1.试样制造2.试验条件的选择3.试验4.试验结果整理影响树脂热性能的主要因素有二：一是分子链的钢性；冀州市职教中心教学设计第11页共 11 页二是固化剂的性质；三是固化树脂的交联密度。玻璃钢耐热性实验常用的耐热试验方法有：马丁耐热试验法、维卡耐热试验方法 和热变形温度试验法。其共同热点是测量在规定的施力方式、载荷大小、升温速度及变形值时的温度。课后反思：值得注意的是：玻璃钢材料不能在树脂基体处于高弹 态工作，因为此时树脂粘结性失去刚性，