纤维增强塑料平均比热容试验方法

纤维增强塑料平均比热容试验方法

国家标准 GB/T3140一2005 代替GBT140-1995 纤维增强塑料平均比热容试验方法 Fiber-reinforcedplasticscomp0sites Determinationofmeanspeeifieheatcapaeity 2005-12-01实施 2005-05-18发布 国家质量技术监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T3140一2005 纤维增强塑料平均比热容试验方法 范围 本标准规定了用混合法(采用铜块量热计)测定纤维增强塑料平均比热容的试样、试验原理、仪器设 备、试验步骤、结果计算和试验报告 本标准适用于测试平均温度约85c(150C一20C),即试样被加热到150C的纤维增强塑料的平均 比热容 本标准不适用于在150C时发软变形的材料 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是标注日期的引用文件,其随后所 有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版不适用于本标准,然而鼓励根据本标准达成的协议的各方研 究是否适用这些文件的最新版本 凡是不标注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T14462005纤维增强塑料性能试验方法总则 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 平均比热容meanspeeificheatcapacity 单位质量的物体温度升高1K所需的热量,该热量是在规定温度范围内的平均热量 3.2 热容heatcapacity 当一系统由于加给一微小的热量Q而温度升高dT时,这个量即是热容Q/dT 注，除非规定变化过程,这个量是不完全确定的 [[GB/T3102.4一1993,定义4-15] 试验原理 -定质量的试样均匀加热到试验温度后,降落到温度较低的已知热容值的铜块量热计内,测定量 将 热计的温升 当二者温度平衡时量热计所吸收的热量即等于试样放出的热量 根据公式计算出试样的 平均比热容 试样 5.1试样尺寸和型式 模塑料试样尺寸和型式见图1,可以直接模塑 板材试样尺寸和型式见图2 在试样中心钻孔,然后用同样材质的材料加工成圆棒贯穿固定
GB/T3140一2005 5.2试样数量 试样数量不少于3个 仪器设备 试验设备主要由量热计恒温水浴,加热炉和温度测量装置组成,如图3所示 6.1量热计 量热计由铜块量热计及其外壳组成 铜块量热计材料为紫铜热容约为800J/c,尺寸见图4和 图5) 热容值用电能法进行标定 注电能法是指对量热计进行电加热,根据所加电能和量热计温升计算量热计的热容 恒温水浴 在试验期间水浴温度波动不超过士0.1C 加热炉 加热炉均温区沿纵向的长度至少是试样高度的两倍 均温区最大温差不超过1c 温度测量装置 量热计温度传感器用铂电阻温度计测量,精度不应低于0.01C 试样温度用热电偶伸人试样孔中进行测量,精确至0.2C 试验步骤 7.1试样状态调节 试样状态调节按照GB/T14462005的4.4进行 7.2把试样悬挂于加热炉均温区的正中处 通电加热,使其升温至约150C 7.3把量热计置于水浴中,使量热计的初始温度保持在20C左右(与标定热容值时的量热计初始温度 相一致);待量热计温度稳定后,将水浴温度调节到比量热计温度的初始温度高1C1.5C 待试样温度稳定后,保温20min以上,保温期间温度偏差不超过0.2C 记录落样时刻的试样温 度为 7.5分三个阶段测量量热计的温度值,每隔1min读一次数 7.5.1第一阶段,当量热计和恒温水浴热交换稳定时,量热计温度上升速率稳定;连续记录10min,在 n准时落样,同时记录此时温度值 第101 min 7.5.2 第二阶段,试样放热量热计温度迅速升高,继续读数直到温度最高值人 7.5.3第三阶段,末期降温阶段,从温度下降开始记录10min 7.6从量热计中取出试样 称量试样质量m.精确到o.0ls 结果计算 8.1试样的平均比热容 试样的平均比热容按式(1)计算 C十A二 C m(t一t 一号
GB/T3140一2005 式中 试样的平均比热容,单位为焦[耳]每千克开(尔文)(J/kgK)); -量热计的热容值,单位为焦[耳]每摄氏度J/C); -量热计的最高温度值,单位为摄氏度(C); -量热计的温度修正值(为正时表示量热计向外散失热量,反之为从外吸收了热量),单位为 摄氏度(C) 落样时刻的量热计温度值,单位为摄氏度(C); tn -试验后的试样质量,单位为克(g) m 试样温度,单位为摄氏度(C) 8.2量热计的温度修正 量热计的温度修正值按式(2)或式(3)计算 = "(去上+ 一1 1十n.V t "+(-习" 一 3 n)+nV 式中 同式1; ta V、V 分别表示第一和第三阶段量热计温度变化速率,单位为摄氏度每分钟(C/ min; 分别表示第一和第三阶段量热计温度平均值,单位为摄氏度(C). 、7 -第二阶段量热计温度记录次数 第二阶段量热计温度记录值,单位为摄氏度(C) a.3计算出三个试样的算朴平均值,结果取三位有效数字 平均比热容的计算示例参见附录入 试验报告 在试验报告中应包括以下部分或全部 注明本标准号; a 给出每个试样的平均比热容和一组试样的算术平均值 b 注明试验的温度范围和特殊的状态调节条件等
GB/T3140一2005 单位为毫米 R18 o 13+0, 帜深20 卡 图1模塑料试样尺寸和型式 单位为毫米 器20 2酒孔 5D4/dc4 且一 13+0 图2板材试样尺寸和型式
GB/T3140一2005 2 13 14 15 18 9 o0 保温材料; 量热计; -试样架 10 -炉门 18 量热计标定用加热丝; -热电偶温度计， 1m -橡皮塞; 19 量热计内衬 金属丝 -活动盖拉线 20 12 热绝缘支撑物; 试样; 13 -搅拌器 21 铂温度计 加热炉 22 -恒温水浴; 温度计 紫铜管; 14 -量热计外壳 加热丝， 15- 绝缘材料 16- 量热计活动盖; 图3测试装置
GB/T3140一2005 单位为毫米 32 镶的 导 g 3 66 -温度计插孔 活动盖拉线; 活动盖， 合页; 量热计内衬; 铜块量热计 标定热值用加热丝; -加热丝引线孔 图4量热计 单位为毫米 17.6(730' M10!1 a.5x4" 56.5 图5量热计内衬
GB/T3140一2005 附 录 A 资料性附录》 平均比热容计算示例 试验结果 量热计热容量C=775.5J/K; A.1.1 A.1.2试样温度;:1=150.1C; 试验后的试样质量:m=23.19X10- 1. .3 A， kg; 1.4量热计温度记录见表A.1 A， 表A.1量热计温度记录表 时间/nmin 第一阶段温度/c 时间/min 第二阶段温度/ 时间/minm 第三阶段温度/c 20.21 1 21.53 20 24.30 ..22 24.28 12 22. D 63 20." 20.24 13 23.32 22 24.27 20.25 14 22.68 23 24.25 20.26 23.74 2 24.22 15 20.28 16 24.00 25 24.20 20.30 17 24.16 26 24.18 21 20.31 18 24.24 24.14 28 24.29 20.32 19 24.12 10 20.34 24.31 29 24.10 10 20.35 注:=20.35;,=24.31 A.2 计算量热计温度修正值 20.21 20.35 V 0.014 24.30一24.10 V =0.020 20. 十20.35 20.28 30十 24. -24.10 -24.20 0.034 Y号" =0.0087 3.92 十 =22.33
GB/T3140一2005 若n=9 =21.53十22.63十23.32十23.74十24.00十24.16十24.24十24.29=187.91 182.52 n7=9×20.28= nV=9×(一0.014=一0.126 = -上+ 一n十月 V t =0.0087×21.68十187.91一182.52)十(一0.126 =0.1l A.3计算试样的平均比热容 C.十- 775.5x24.31土0.1l一20.35 C 1.08×10J/(kgK M(一 一 23.19X10X50.一24.31一0.