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       纤维增强复合材料是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维以及其他纤维，比方有亚麻、棉或竹纤维等，与基体材料（树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料）等经过缠绕，模压或拉挤等形成的复合材料。因为复合材料轻质高强和轻质高模的优良特性，使其在航空、航天、汽车等领域得到广泛的应用。但因在高温环境中，汽车行业发动机罩、底盘和传动系统等零部件需要保持良好的形状，来确保车辆安全和可靠。所以复合材料的热变形温度对于选材和产品设计至关重要，也是评估复合材料在高温下保持形状稳定性的重要指标。

热变形温度测试设备-热变形维卡试验仪

图片来自-百度图库

一、纤维增强复合材料热变形温度测试原理

热变形温度（全称负荷热变形温度，英文：HDTHeat Deflection Temperature, HDT）是指复合材料在受到一定载荷的情况下，其形变达到某一规定值时的温度。这个温度通常用于评估复合材料在高温环境下的稳定性和机械性能。在测量热变形温度时，通常将试样加热到一定温度，并施加一个压缩的力或弯曲应力，随着温度的逐渐升高，复合材料开始软化，抵抗形变的能力下降，当达到某一特定形变程度（如0.25mm或试样跨度的0.25%）时，此时的温度即被定义为该复合材料的热变形温度。

二、纤维增强复合材料热变形温度测试方法

1. 复合材料弯曲测试（ASTM D648）

复合材料弯曲测试是测定热变形温度最常用的方法之一。该法使用三点或四点弯曲装置，将试样置于水平位置，两端固定，中间施加一定的弯曲负荷。试样在加热箱中逐渐升温，同时记录其弯曲形变情况。当试样中心线的挠度达到规定值时，记录此时的温度，即为复合材料的热变形温度。

三点弯曲装置示意图

四点弯曲装置示意图

2. 复合材料压缩测试（特定标准）

虽然复合材料弯曲测试最为普遍，但对于某些特殊材料或应用场景，复合材料压缩测试可能更为适用。复合材料压缩测试通过在试样上施加垂直方向的力，观察其在加热过程中的压缩形变。与复合材料弯曲测试类似，当形变达到预设值时，记录的温度即为热变形温度。

热变形温度测试-压缩夹具

（图片来自-力试科技官网）

三、样品设备和样品要求

1. 样品设备：热变形维卡试验仪；

2. 样品形状：矩形长条，需保证厚度均匀（无锥度/翘曲）；厚度不均会导致局部应力集中，数据失真；

3. 样品尺寸：‌长度‌：120mm±2mm（ASTM D648/ISO 75），

‌宽度‌：3–13mm（板材加工后）或10mm±0.2mm（模塑标准样），

‌厚度‌：4–15mm（需实测至±0.05mm），厚度偏差＞0.1mm 可致荷载计算误差＞5%；

4.跨距比：两支点间距（L）与厚度（h）比值满足 ‌16:1‌（如L=100mm时h≈6.25mm），跨距比偏离将改变弯曲应力分布模式；

四、纤维增强复合材料热变形温度测试适用标准：

1.中国标准：

GB/T 1634.1-2019 塑料 负荷变形温度的测定 第1部分：通用试验方法；

‌GB/T 1634.2-2019塑料 负荷变形温度的测定 第2部分：塑料和硬橡胶；

‌GB/T 1634.3-2004塑料 负荷变形温度的测定 第3部分：高强度热固性层压材料；

2.美国标准：

ASTM D648-18塑料 样条侧放条件下的负荷变形温度的试验方法；

3.国际标准：

ISO 75-1:2020 塑料负载下挠度温度的测定—通用试验方法;

ISO 75-2:2013 塑料 负荷变形温度的测定 第2部分：塑料和硬橡胶;

‌ISO 75-3:2004‌ 塑料 负荷变形温度的测定 第3部分：高强度热固性层压板和长纤维增强塑料;

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