极端环境专栏(一) | 中机试验超低温拉伸试验机解锁材料“冰封”之力

从液化天然气(LNG)储运、极地工程到航空航天及深空探测,材料科学与工程领域的诸多关键装备都需要在极度低温的环境下长期服役。
零下上百摄氏度的环境可能导致材料的关键力学性能大幅改变,出现脆性转变、韧性丧失乃至突发断裂的情况。因此,获取科学可靠的低温力学数据,是评估材料适用性、保障工程安全不可或缺的基础。
如何获取可靠的低温力学数据?最重要的便是创造一个稳定且精确的低温试验环境。传统的力学性能试验机往往受限于温控范围以及环境稳定性,无法保证试验的精确性。

为彻底解决这一痛点,中机试验装备股份有限公司成功研制出超低温拉伸试验机(以下简称“设备”),为业界提供了一套能够稳定模拟极端低温服役环境的试验平台,为材料低温力学性能研究开辟了新路径。


中机试验超低温拉伸试验机试验机的最大优势为高精度控温能力。
在试验过程中,设备能够维持均匀且稳定的低温环境,控温精度可达±0.5℃,完全避免因温度波动而造成试验数据失真的情况。设备的控温优势为研究材料低温相变、脆性转变温度以及应力松弛等长期试验提供了坚实的保障。

图1:设备控温总曲线👆

设备还具有宽温域、高精度、数字化等优势。
凭借先进的低温制冷与传感系统,设备覆盖从常温到零下253℃甚至更低的液氦温区。

图2:设备极限降温曲线👆
设备采用全闭环伺服控制系统,可实现多种加载模式,能够覆盖材料在低温条件下的弹性、塑性、断裂等不同阶段的力学行为。
同时配备了高灵敏度力学传感器,力值精度优于±0.5%,其微米级的位移测量分辨率,精准捕捉试样在拉伸过程中的细微形变,实现高精度低温力学性能测试。
试验过程中设备可实时呈现并自动保存“应力—应变曲线”、“载荷—位移曲线”等数据,支持对单次实验的精细分析与多组数据的对比研究,实现全流程的数字化与可追溯化,有力服务于材料工艺优化与性能评估。

图3:4K拉伸曲线👆

中机试验超低温拉伸试验机应用广泛,能够为金属、合金、高分子复合材料、陶瓷等多种材料体系提供稳定的低温测试数据。
其应用不仅服务于探索材料低温相变、关联微观结构与宏观性能等基础科学研究,更能直接为航空航天、深冷工程等前沿领域的材料选型与工程应用提供关键数据支撑,是保障重大装备在极端环境下安全、可靠运行的重要研发工具。
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