耐热性能测试方法有哪些（附详细介绍）

本文将探讨几种常见的耐热性能测试方法，包括热重分析、差示扫描量热法、高温拉伸试验、高温压缩试验、线性热膨胀系测试、体积热膨胀测试、温度循环测试、热冲击测试、长期热暴露测试、加速老化测试等。

一、热稳定性测试

1、热重分析

热重分析是一种在程序控制温度下，测量材料质量随温度或时间变化的技术。这种方法可以精确地确定材料的热稳定性和分解温度。通过TGA，可以分析材料在不同气氛下的热稳定性，对分解、吸附、解吸附、氧化、还原等物化过程进行分析，并可对物质进行成分的定量计算，测定水分、挥发成分及各种添加剂与填充剂的含量。影响TG数据的因素包括气体的浮力和对流、挥发物的再凝聚、样品与称量皿的反应、升温速率以及样品用量和粒度等。

2、差示扫描量热法

差示扫描量热法是在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差与温度的关系的技术。DSC可以用来确定材料的熔点、玻璃化转变温度和热分解温度。DSC曲线以样品吸热或放热的速率为纵坐标，以温度或时间为横坐标，可以测定多种热力学和动力学参数，如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。

二、热机械性能测试

1、高温拉伸试验

高温拉伸试验将材料样品在高温下进行拉伸，测量其在不同温度下的应力-应变行为。这种测试可以揭示材料的高温强度和延展性，评估材料在高温工作环境下的可靠性和稳定性。高温拉伸试验需要一系列专门的设备，包括加热装置、拉伸试验机、温度测量与控制系统以及夹具等。试验步骤包括试样制备、安装试样、设定试验参数、升温与保温、开始试验、观察与记录、试样断裂与数据处理、试验结束与清理。

2、高温压缩试验

高温压缩试验将材料样品在高温下进行压缩，评估其在压缩载荷下的响应。这种试验有助于研究材料的热变形行为、预测高温下的结构性能、研究材料的热压缩加工性以及评估材料的高温稳定性。高温压缩试验对于许多工程结构在高温环境下的耐久性和可靠性评估提供依据，如发动机零部件、炼油装置等。

三、热膨胀测试

1、线性热膨胀系测试

线性热膨胀系测试是通过测量材料在一定温度范围内的长度变化来确定其热膨胀系数。热膨胀系数影响材料在温度变化时的尺寸稳定性。线性热膨胀系数值越低，材料的尺寸稳定性越好。

2、体积热膨胀测试

体积热膨胀测试是通过测量材料在受热过程中体积变化的试验方法，评估材料在高温环境下的性能。该测试可以帮助确定材料在实际应用中，如发动机部件或高温管道系统中，是否会因为热膨胀而导致结构问题或密封失效。测试在特定的温度程序控制下进行，使用热膨胀仪等设备来精确测量材料的体积变化，计算出体积热膨胀系数。

四、热疲劳测试

1、温度循环测试

温度循环测试是一种模拟产品在实际使用中可能遇到的高低温交替环境的试验方法。该测试通过将样品在预设的高温和低温之间循环，评估材料或产品在温度变化下的可靠性和耐久性。温度循环测试可以揭示由热膨胀和收缩引起的机械应力对材料或产品的影响，如电子元件的焊点疲劳、塑料材料的裂纹形成等。测试的严苛程度取决于高/低温、湿度和曝露持续时间，至少需要进行3个循环以达到温度稳定，为了确保重复性和测试效果，建议进行5个或更多循环。

2、热冲击测试

热冲击测试用于评估材料在极端温度变化下的耐受能力。这种测试通过将材料快速从高温环境转移到低温环境（或相反），模拟如航天器进入地球大气层或电子产品在极端气候条件下的使用情况。热冲击测试可以检测材料的破裂、裂纹扩展行为以及结构完整性的变化。进行热冲击测试时，样品的高温和低温转换时间应尽可能短，确保测试的严苛性。

五、耐热老化测试

1、长期热暴露测试

长期热暴露测试用于模拟材料在持续高温环境下的稳定性。这种测试将材料在特定温度下暴露数小时、数天甚至数月，评估其在长期热应力作用下的退化情况。长期热暴露测试预测材料的使用寿命、稳定性以及在高温环境中的性能。通过这种测试，可以确定材料在实际应用中的耐热性和老化特性。

2、加速老化测试

加速老化测试是一种通过提高温度和/或氧气浓度来加速材料老化过程的方法，在较短时间内评估材料的长期耐热性能。这种测试基于阿伦纽斯模型，该模型假设化学反应速率随温度的升高而增加。加速老化测试可以帮助预测材料在正常使用条件下的寿命和性能变化。