实验六 高分子材料冲击强度的测定实验
一、实验目的
1.熟悉高分子材料冲击性能测试的方法。
2.了解测试条件对测定结果的影响。
3.掌握ZBC-25型冲击试验机的使用。
二、实验原理
抗冲强度（冲击强度）是材料突然受到冲击而断裂时，每单位横截面上材料可吸收的能量的量度。它反映材料抗冲击作用的能力，是一个衡量材料韧性的指标。冲击强度小，材料较脆。
1.冲击韧性的定义
用冲断试样所消耗的功AK，除以试样缺口处的横截面积A0所得的商称为冲击韧性（或冲击值），用αK表示：
（6-1）
式中，αK的单位为J/mm2。αK的值越大，表明材料的抗冲出性能越好，它与材料的内部缺陷、晶粒大小、温度变化、试样的尺寸、缺口形状和支承方式等因素有关。
2.摆锤式冲击实验机
我国经常使用的是简支梁式摆锤冲击实验方法，基本原理是把摆锤从垂直位置挂于机架的扬臂上以后，此时扬角为α（如图6-1所示），它便获得了一定的位能，如任其自由落下，则此位能转化为动能，将试样冲断，冲断以后，摆锤以剩余能量升到某一高度，升角为β。
图6-1 摆锤式冲击实验机
3.冲击实验机的原理（见本书实验二）
脆性材料一般多为劈面式断裂，而韧性材料多为不规整断裂，断口附近会发白，涉及的体积较大。若冲击后韧性材料不断裂，但已破坏，则抗冲强度以“不断”表示。
因为测试在高速下进行，杂质、气泡、微小裂纹等影响极大，所以对测定前后试样情况须进行认真观察。
三、实验设备与材料
1.实验设备：ZBC-25型冲击试验机
2.试样材料
①试样原材料：聚丙烯、聚氯乙烯样条。
②试样尺寸：试样长l（80±2）mm，宽b（10±0.5）mm，厚d（4±0.2）mm。缺口试样：缺口深度dk为试样厚度的1/3，缺口宽度n为（2±0.2）mm，缺口处不应有裂纹，其形状如图6-2所示。
图6-2 缺口试样尺寸
③试样的制备及要求
A.单面加工的试样，加工面朝冲锤，缺口试样的缺口背向冲锤，缺口位置应与冲锤对准。
每组试样不少于3个。
B.热固性材料在（25±5）℃，热塑性材料在（25±2）℃，相对湿度为65%±5%的条件下放置不少于16h。
C.凡试样不断或断裂处不在试样三等分中间部分或缺口部分，该试样作废，另补试样。
四、实验内容与步骤
1.根据材料及选定实验方法，装上适当的摆锤。
2.开机，同时打开打印机电源开关，按下“联机”键。
3.空击实验：摆锤自由下垂，无任何动作执行的前提下，抬起并锁住摆锤，后进行空摆冲击，此时的吸收功为空摆的能量损失。
4.进行参数设置。
5.抬起并锁住摆锤，把试样按规定放置在两支撑块上，试样支撑面紧贴在支撑块上，使冲击刀刃对准试样中心，缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。
6.平稳释放摆锤，从控制机的显示器上读取试样吸收的冲击能量。
7.试样无破坏的冲击值应不作取值，实验记录为不破坏或NB。试样完全破坏或部分破坏的可以取值。
8.如果同种材料可以观察到一种以上的破坏类型，须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。不同破坏类型的结果不能进行比较。
五、实验报告
1.简述冲击实验的原理和应用。
2.整理试验数据，记录于表6-1，对实验结果进行分析和讨论。
表6-1 冲出实验结果记录
3.根据冲断功计算冲出强度。算出各试样平均值进行试样间比较。
参考文献
马小娥主编.材料实验与测试技术.北京：中国电力出版社，2008.