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高温氧指数仪与氧指数测量的方法是什么?

发布时间:2019-03-29 15:06

  随着聚合物和复合材料的军事应用迅速增加,它们正在稳步改进。在大多数情况下,材料必须通过各种试验,从易燃性和烟雾释放到废水毒性。氧指数(OI)提供了一个广泛使用的耐火性的定量相对排序。OI测试最初是在室温下开发的,并具有使测试统一的astivi标准。对于高级材料,高温下的测试更适合于评估火灾敏感性。OI值会随着温度的变化而显著变化,通常随着温度的升高而降低,并且经常改变某些材料的相对等级。随着更好的材料能够承受更严酷的条件,陆军发现其高温测试的需求超过了现有仪器的能力。

  OI试验是目前开发新材料的化学家用来判断材料可燃性的主要试验方法。测试非常有影响,因为它简单,易于校准,只需要几克测试材料。该试验测量了维持蔓延火焰蔓延至小材料样品所需的最低环境氧气浓度。火灾研究人员长期以来一直质疑OI试验的重要性,或者说是任何燃烧性试验,其结果没有得到全尺寸火灾试验的证实;在OI试验和评估闪络阻力的全尺寸拐角试验之间,材料危险等级几乎没有对应关系。例如,聚氯乙烯塑料在大规模火灾中尤其危险,但在OI测试中表现良好。这种差异的原因是气相阻燃剂(如卤素)通过降低气相化学反应速率起作用。在OI测试中,这些阻化剂对小火焰特别有效,它只提供一个短暂的释放热量的流动时间,但对较大的危险规模的火灾却不太有效,因为较大的危险规模的火灾的流动时间较长,使得反应进一步接近完成和释放热量。

高温氧指数仪与氧指数测量的方法是什么?

  氧指数仪组装用于进行高温氧指数测量,样品室长450mm,宽80mm,顶部有收缩,符合ASTM标准D2863-87中所述的室温试验规范。试验箱是方形的,由钢板制成,用高温硅酮粘合剂密封。它的两侧有一个长窗口,可以容纳辐射加热,另一侧有一个窗口,可以看到与辐射垂直的火焰。样品安装在杆上,杆通过装置底部的O形密封圈延伸至横移机构和驱动电机。横向机构以0至1。4cm/min的速率在6cm范围内转换样品。这补偿了火焰在OI处沿样品传播的典型1cm/min的速率,使辐射加热区保持在相对于火焰的恒定位置。

  压力调节的纯气瓶提供氧气和氮气流量,由针形阀单独计量,用于精确测量,并根据转子流量计进行校准。虽然转子流量计允许更快的oi测试,并且专门用于以后的测试,但校准提供了比转子流量计更高的精度。由于转子流量计在非常低的流速下不准确,所以该仪器被限制在10-90%的氧气范围内,从而阻止了某些先进材料在极高的氧饱和度下进行测量。这两种气体在到达流动室之前被连接并经历完全的湍流混合。混合气体的高速射流通过一个筛网进入一个集管,该筛网打破了射流,并填充了样品室底部的流量分配集管,该样品室由一个大的压降过滤器形成。在顶部排气收缩的下方仔细密封气室,以防止室内空气进入,否则会被浮力加热气体的较低内部压力吸入。在0°C和大气压下,气体流速规定为4±1mm/sec;OI对流速不敏感。

  辐射样品加热-辐射加热的目标是在最小延迟和适度使用能量的情况下达到高且均匀的样品温度。市售的斯坦顿-雷德克罗夫特装置(实际OI测量值为300°C)使用一组线圈通过传导预热气体,另一组线圈通过红外辐射为样品提供额外的热量。在高于400°C的温度下,电力需求变得难以满足,辐射热损失急剧增加。与低温炉卷相比,高温灯的优点在于辐射功率与t4成正比,并且在给定的电输入条件下,辐射功率要大得多。此外,还避免了能源消耗和燃气加热的困难。OI测试不需要气体预热,因为:

博狗   1)在辐射加热过程中,气体和样品之间的热传递可以忽略不计

  2)气体温度(和密度)不会显著影响火焰温度;只有氧气浓度才是重要的。

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