徐雷 伍碩秋

1.鹽城市計量測試所 江蘇鹽城 224007 2.鹽城市生物工程職業(yè)技術學校 江蘇鹽城 224049

隨著人們生活質量的不斷提升，各種功能性薄膜被廣泛應用，如汽車遮陽膜，建筑玻璃膜，手機玻璃膜，包裝膜等等[1]。（下文以汽車遮陽膜的力學實驗舉例代表）在國標中薄膜的力學性能研究是評判薄膜合格與否的重要方面。拉伸實驗是研究材料力學性質最基本的實驗。

1 我國目前汽車遮陽膜拉伸實驗簡介

我國目前薄膜類力學拉伸實驗主要檢測拉伸強度和拉伸生長率。主要流程為先制作規(guī)定尺寸的試樣，有條件的再校準檢測用拉力實驗機，最后檢驗員按照標準步驟要求檢測試樣記錄實驗數(shù)據(jù)。整個實驗流程有以下缺點：

（1）低效性，整個流程除了拉伸過程有設備自動化，其余均靠人工完成，整個流程耗時耗力。

（2）低穩(wěn)定性，由于大部分過程為人工操作，鑒于薄膜試樣極輕薄的特殊性，標準化難以得到控制，使得最終結果極不穩(wěn)定。

2 薄膜力學檢測數(shù)據(jù)偏差過大的原因分析

通過分析幾百批次的汽車遮陽膜力學拉伸實驗的檢驗過程及檢測數(shù)據(jù)，筆者總結出以下幾個誤差原因。

2.1 制樣原因

筆者走訪過眾多汽車遮陽膜生產(chǎn)廠家實驗室及權威檢驗檢測機構，他們的制樣過程都為人工制樣，且制樣工具大部分都只是鋼直尺配美工刀，好一點的可能用到相片切板。薄膜產(chǎn)品由于極輕極薄的特殊性，且規(guī)程試樣要求在毫米精度。在人工制樣中，不管是鋼直尺還是相片切板，上面的最小刻度都只有1毫米。所以造成的結果就是不管人工多認真細致，薄膜試樣的寬也不能切到絕對平行。筆者通過用0.02毫米精度游標卡尺去量薄膜兩端寬度，誤差超0.1mm的超90%。

再由于薄膜產(chǎn)品由于極薄的特點，如切樣時刀口或尺子邊稍微毛糙，再或者切板上有細小顆粒，都會造成薄膜出現(xiàn)切割口，在一定力時會直接撕斷。這種撕扯斷的情況在筆者實際實驗時比例會占到3%。

2.2 實驗設備原因

在走訪的實驗室中，實驗室的拉力實驗機一般1年左右檢定一次，無法滿足高強度生產(chǎn)實驗需求。甚至有部分實驗機拉力傳感器為1000N甚至5000N的量程，由于汽車遮陽膜拉伸合格值為40N/25mm，且實驗結果數(shù)據(jù)基本在200N/25mm以下，大牛拉小車對實驗數(shù)誤差影響也很大[2]。

實驗室目前主流所用的夾具為金屬螺栓夾具和金屬彈簧夾具，這兩種夾具主要利用夾緊力固定薄膜試樣的位置。但是這種夾具不適合極輕薄的薄膜試樣，目前走訪實驗室的拉力實驗機都沒有為薄膜試樣所用夾具設計特殊的夾緊力方向、大小和作用點。造成的結果就是，當拉伸強度大于加載力時，薄膜易滑動；當拉伸強度小于加載力且拉伸強度又較大時薄膜又容易被金屬夾具口撕扯斷。

2.3 人員操作及測量方法原因

薄膜樣品由于生產(chǎn)及包裝過程都是成圈狀態(tài)，所以在切割成樣品之后，還是為會彎曲，不易完全放平。再加上夾載試樣的夾具為拉伸實驗通用夾具，不易放置薄膜試樣。此外，夾具無試樣位置限位，垂直度無法保證，因而大大影響實驗結果的準確度。

人員對設備操作的水平高低也直接影響數(shù)據(jù)結果并產(chǎn)生一定的誤差。筆者在走訪實驗室是，部分企業(yè)的檢驗員甚至儀器參數(shù)都設置或引用錯誤。

2.4 其他原因

薄膜的生產(chǎn)過程從使用各種厚度的、高透明的、堅韌的聚酯薄膜開始。通過加PVC玻璃紙基膜、加夾層、染色、抗靜電處理、熱封涂覆處理和金屬噴鍍、磁控濺射鍍膜、復合等一系列工藝后流程完成。因此極薄的薄膜產(chǎn)品要想所有位置的材質厚度都是均勻一致，是非常困難的，如不能在成圈樣品垂直方向的同一位置上取樣，就會對力學實驗的檢測結果造成不穩(wěn)定的影響。

3 降低薄膜力學實驗誤差有效措施

3.1 從檢驗檢測設備上進行創(chuàng)新

極其輕薄的薄膜產(chǎn)品的精準制樣對人工是個巨大的挑戰(zhàn)，但對于目前機械科技技術來說只是個很簡單的問題，樣品處理一體化設備，甚至制樣加檢測一體化設備都是極有可能實現(xiàn)的，且在其他產(chǎn)品檢測上已有先例。我國檢驗檢測市場巨大，因大力支持相關檢驗檢測設備企業(yè)的創(chuàng)新，降低實驗成本，提高檢驗檢測的效率和水平。

3.2 定期對實驗設備進行保養(yǎng)和校準

力學實驗的一切數(shù)據(jù)都來源于拉力實驗機，高強度的使用頻率會影響精密儀器穩(wěn)定性。因此，需要安排專人對設備進行定期的維護和保養(yǎng)，做好期間核查，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有異常時需及時聯(lián)系當?shù)赜嬃坎块T，對設備重新進行檢定/校準。

3.3 檢驗員加強管理培訓和監(jiān)督

一是要加強檢驗員制樣水平的培訓，制樣水平的高低由經(jīng)驗和細致耐心決定。不定期對制樣能力考核，定期對試樣進行抽查都極為重要[3]。

二是要加強產(chǎn)品檢驗員的綜合素質及業(yè)務能力培訓。檢驗員對檢驗結果的準確性起著決定性重要作用。因此，在實驗全過程中，檢驗員要嚴格遵守工作規(guī)章制度，遵從實驗步驟要求。同時相關機構也要定期監(jiān)督抽查，從而使檢驗檢測質量得到相應的提高。

4 結語

本文雖然僅僅從薄膜力學拉伸實驗結果誤差去分析，但是同樣可以發(fā)散思維適用于其他力學拉伸實驗，為了增強對產(chǎn)品質量檢測結果的把控，有必要不斷從細節(jié)做好檢驗檢測工作。在實驗過程中，應綜合考慮制樣、人員、設備、環(huán)境和操作方法等諸多因素。盡量避免上述因素的干擾，采取有效措施加以解決，不斷提高檢驗檢測水平。