浅析金属箔拉伸测试标准 |
您所在的位置:网站首页 › 延伸率检测标准 › 浅析金属箔拉伸测试标准 |
【摘要】近年来,金属箔板在电子工业、微机电系统、医疗以及新能源领域中的应用日渐广泛。因而对金属箔的测试也越来越多。而金属箔的拉伸测试条件以及尺寸与金属板材有不少差异,通过对相关标准的研读,总结了一些对于金属箔拉伸测试的一些要求。
【关键词】金属箔,铜箔,拉伸测试
1.金属箔定义 在金属箔室温拉伸试验中,金属箔通常是指厚度低于0.150mm(约0.006in)的金属样品。
2.试样类型以及尺寸要求 试样类型通常有两种: A型试样:(见下图,图中数值仅为参考值,并不适用于所有的测试) 不同的标准有不同的规定,以ASTM E-345为例,要求如下: 试样总长度Lt≥200 mm 原始标距Lo=50.0±0.1 mm 平行长度Lc=60 mm 试样平行长度的原始宽度b0=12.50±0.25 mm
B型试样:(见下图,图中数值仅为参考值,并不适用于所有的测试) 不同的标准有不同的规定,以ASTM E-345为例,要求如下: 试样总长度Lt≥230 mm 原始标距Lo=125 mm 试样宽度b0=12.50 mm
3.试验仪器以及夹具的选择 试验仪器:微机控制电子万能试验机(如下图所示) 型号:ETM 204C
两种夹具:在金属板材拉伸的时候通常用到楔形夹具,对应有不同尺寸的夹头。在金属箔拉伸的测试中,对于相对较厚的金属箔(厚度≥0.076mm,约0.003in)可以采用同样形状的夹具。而对于相对较薄的金属箔(厚度<0.076mm),楔形夹具夹紧时产生的应力对于试样表面的平整度影响较大,应采用另一种带有磨面的夹具。这种夹具在夹紧时,最好能够在每0.001in的厚度内产生100psi的压强,也就是在每0.025mm厚度产生约0.7MPa的压强(例如,如果金属箔的厚度为0.050mm,相应的压强应该是1.4MPa)。
注意:左图为楔形夹具及其夹头,右图为带有磨面的夹具
4.拉伸速度的选择 对于金属的拉伸测试,通常有两种拉伸控制方式,一种是应力控制,一种是应变控制。在实际测试过程中,应变控制较为普遍。许多标准中,对于应变控制的速率,通常会以应变百分比的形式写出。例如,在ASTM E-345中提到,在不测量屈服强度的前提下,应变速率可以为0.06~0.5in./in./min;如果需要测屈服强度时,应变速率应该在0.002~0.010in./in./min。在实际操作中,设置参数时,需要将应变速率换算成试验机两个夹头之间的位移速率。这就涉及到夹头之间距离的设置,对于A型试样,夹头之间的距离一般与试样的平行长度相近或者稍微小一些;对于B型试样,该标准中推荐的距离为125mm(约为5in.)。
5.试验过程举例 金属箔拉伸的测试中,常见的是铜箔拉伸。 对于铜箔拉伸,IPC-TM-650 2.4.18.1A是我们测试中常用到的标准,该标准的一部分是参考ASTM E-345制定的。 样品尺寸要求:厚度为0.05mm~0.10mm时可以采用ASTM E-345中A型试样尺寸;也可以采用类似B型的试样,尺寸要求为13mm×150mm。从制样角度出发,第二类试样的制作较为方便,我们通常选择制作类似B型的试样来进行测试。需要制作10个试样,其中5个横向、5个纵向。 试样外观要求:不能有毛刺、裂纹,精确切割,不能有起皱。因此,考虑到制样过程中可能会出现有些样品有缺陷,不符合要求,我们通常会多制作几个试样,从中挑选符合要求的10个试样(横向、纵向各5个)来进行测试。 试样的前处理:样品切割完成后,应将样品置于125±5℃的烘箱中4~6h,目的是消除切割时产生的内应力。然后冷却至室温进行测试。 位移参数设置:在IPC-TM-650 2.4.18.1A中,规定的应变速率为0.05mm/mm/min至0.5mm/mm/min,而对于两夹头之间的距离没有作明确的要求,由于通常选择的标距为50mm,因此,夹头之间的距离要至少要大于50mm。参考GB/T 228.1中金属薄板和薄带使用的试样类型,矩形横截面非比例试样中平行长度与标距的关系,当试样宽度为12.5mm、平行长度为50mm时,平行长度为75mm。因此,两夹头之间距离选择75mm是较为适宜的。同理,用实际测试中夹头之间的距离乘以应变速率,就可以得到夹头的位移速率。从而得到相应的夹头位移速率范围。 试样处理好以后,打开仪器和电脑,打开相应的软件设置好程序以及参数以后就可以开始测试了。在放置样品时,需要注意的是,试样标距内的轴线要与拉伸方向一致,轻微的偏差都会导致实验结果不准确。其他关于仪器使用还有样品测量的一些注意事项就不再赘述。 实验结果曲线及分析:下图为拉伸测试的曲线,左边为横向拉伸取向,右边为纵向拉伸曲线。横坐标为应变,纵坐标为力值,由于试样横截面积基本相同,反应的是抗拉强度的大小关系。 对比两图中的曲线我们可以发现:相比于纵向而言,横向拉伸的应变较大,由于夹具间的位移是一致的,由此可得出横向的伸长率较大;另外,我们还能从中发现,纵向的抗拉强度明显比横向的要大一些。
也有一些公司会选择采用GB/T5230中的标准进行铜箔抗拉强度和延伸率的测定,相关参数如下: 样品总长度为200±0.5mm;宽度为15±0.25mm 画标线,标距为50mm 试验机夹头之间距离为125±0.1mm 夹头位移速率为50mm/min 该标准适用于电解铜箔。
【参考文献】 1.ASTM E345-93(Reapproved 2013) Standard Test Methods of Tensile Testing of Metallic Foil 2.IPC-TM-650 2.4.18.1A Tensile Strength and Elongation, In-House Plating 3.GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 GB/T 5230-1995 电解铜箔
*** 以上内容均为原创,如需转载,请注明出处 ***
MTT(美信检测)是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室,网址:www.mttlab.com,联系电话:400-850-4050。
相关案例: → 关于拉伸试验中延伸率的精度问题探讨 → 金属材料室温拉伸实验结果影响因素分析 → GB/T22315-2008金属材料拉伸弹性模量(静态法)的测定解析 |
今日新闻 |
推荐新闻 |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |