目前，材料透氣性測試與透濕性測試已經(jīng)比較普及。每項(xiàng)檢測都有幾種測試方法，下面，上海千實(shí)以透氣性測試為例，梳理幾種常見的測試方法。

　　1.壓差法

　　真空法是壓差法中代表性的一種測試方法，在真空法的整個(gè)測試過程中，測試氣體在試樣中的擴(kuò)散是單向單質(zhì)的，因此可以視為自擴(kuò)散，利用Fick定律就可以對(duì)整個(gè)擴(kuò)散過程進(jìn)行描述。

　　2.等壓法

　　等壓法中應(yīng)用廣泛的是傳感器法，由于測試環(huán)境中存在兩種數(shù)量相當(dāng)?shù)臍怏w，從測試下腔向測試上腔存在載氣(氮?dú)?的逆向滲透，因此擴(kuò)散物質(zhì)有兩種，是互擴(kuò)散，實(shí)際數(shù)據(jù)比對(duì)證明等壓法數(shù)據(jù)與壓差法數(shù)據(jù)相近但不完全一致，這表明氮?dú)獾哪嫦驖B透確實(shí)在影響著氧氣的滲透過程。

　　所以等壓法與傳統(tǒng)壓差法存在著本質(zhì)上的不同，是兩類不同的測試方法，各種透氣性測試方法的優(yōu)勢如下所述。

　　真空法：

　　由于膜技術(shù)理論的支持，真空法在透氣性測試中一直作為基礎(chǔ)方法使用，是國際上通用性Z強(qiáng)的測試方法，國際上制訂的真空法透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)也是Z多的，它常作為diyi法被采用。

　　真空法的突出優(yōu)點(diǎn)有：

　　1.對(duì)于測試氣體沒有選擇性，可以進(jìn)行對(duì)氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒖諝獾瘸Ｒ姛o機(jī)氣體的檢測。

　　2.測試過程中測試氣體使用量很少，設(shè)備結(jié)構(gòu)中幾乎沒有消耗型元器件，因此測試成本很低。

　　3.測試?yán)碚摮墒?，在學(xué)術(shù)界用菲克定律等經(jīng)典滲透理論有完善的解釋，通過試驗(yàn)可以得到被測材料的本質(zhì)性參數(shù)，即溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、滲透系數(shù)。通用性強(qiáng)，無需特殊約定，因此是科研院校、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)的shou選。

　　4.試驗(yàn)效率高。由于在進(jìn)入正式試驗(yàn)之前有一段抽真空的時(shí)間，并且要求測試腔達(dá)到一定的真空度，因此倘若在試樣裝夾過程中出現(xiàn)失誤會(huì)在抽真空時(shí)被發(fā)現(xiàn)，操作人員可以及時(shí)更換試樣重新試驗(yàn)，大大縮短無效試驗(yàn)時(shí)間。

　　5.測試環(huán)境中氣體“純凈”。由于在真空法的試驗(yàn)過程中會(huì)先對(duì)整個(gè)測試腔抽真空至27Pa以下，再對(duì)測試上腔充入純凈的測試氣體，這樣在整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境中的雜質(zhì)氣體(非試驗(yàn)氣體)就完全可以忽略了，因此雜質(zhì)氣體可能給試驗(yàn)帶來的影響就能排除了。

　　當(dāng)然，由于試樣兩側(cè)存在0.1MPa壓力差使得真空法要實(shí)現(xiàn)容器的透氣性檢測非常困難。

　　傳感器法：

　　傳感器法的測試原理是在測試試樣兩側(cè)保持常壓，使得試樣兩側(cè)的壓力相等，這也給容器透氧性檢測奠定了基礎(chǔ)，可避免由于容器壁兩側(cè)壓差過大導(dǎo)致容器爆裂的情況。容器的外形可以是瓶、袋、盒等，當(dāng)前市面上的容器類包裝幾乎都可以進(jìn)行整體的透氧性檢測，有效避免了由于片材檢測推算導(dǎo)致的誤差。

　　然而，在測試試樣種類豐富的同時(shí)，傳感器法在測試氣體種類、測試成本等方面仍有待改善。

　　1.試驗(yàn)氣體單一，測試成本高。利用氧傳感器檢測材料的氧氣透過率是傳感器法Z常見的應(yīng)用，當(dāng)然如果將氧傳感器換為二氧化碳傳感器就能檢測材料的二氧化碳透過率。由于氮?dú)庾鳛檩d氣用于輸送滲透通過試樣的測試氣體，所以目前利用傳感器法檢測材料的氮?dú)馔高^率還是無法實(shí)現(xiàn)的。不過即使是要利用傳感器法在檢測材料的氧氣透過率同時(shí)再檢測二氧化碳透過率，使用者也需要再額外購買二氧化碳傳感器，而且所用氣體傳感器都是消耗型的，因此檢測成本很高。

　　2.標(biāo)定周期較短。由于使用的氣體傳感器屬于消耗型元件，所以設(shè)備標(biāo)定所得的校正因子并不是長期有效的，需要根據(jù)要求進(jìn)行周期性設(shè)備標(biāo)定，否則測試結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)受到影響。

　　3.測試環(huán)境中氣體較多，載氣的逆向滲透會(huì)影響測試氣體(氧氣)的正向滲透速率，這種影響無法量化，而且因材料的不同而存在差異。因此傳感器法只適用于在事先的約定下(如在某些區(qū)域的包裝行業(yè))測定試樣本身的個(gè)體性質(zhì)，即氧氣(或二氧化碳)的透過量，而非用于材料滲透特性參數(shù)的檢測。

由于，壓差法與等壓法在測試本質(zhì)上存在差異，因此每一種測試方式都有各自的檢測優(yōu)勢以及數(shù)據(jù)體系。通常所說的透氣性測試是指對(duì)于具有一定氣體阻隔性的材料進(jìn)行特定氣體滲透性的檢測。這類材料大多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多層復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化工、電子等領(lǐng)域的產(chǎn)品包裝。其中阻隔性極優(yōu)(氣體滲透性極低)的材料可以用于對(duì)氧氣、水蒸氣敏感商品的包裝,是近幾年塑料包裝業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),也是充氣包裝、真空包裝、無菌包裝等新型包裝發(fā)展的基礎(chǔ)。材料的透氣性測試方法主要有壓差法和等壓法兩類,其中使用范圍最廣泛的是壓差法。壓差法是純粹的物理檢測方法,測試原理清晰明了,是透氣性測試中的根本方法。

真空法是壓差法中最具代表性的一種測試方法，在真空法的整個(gè)測試過程中，測試氣體在試樣中的擴(kuò)散是單向單質(zhì)的，因此可以視為自擴(kuò)散，利用Fick定律就可以對(duì)整個(gè)擴(kuò)散過程進(jìn)行描述。而對(duì)于等壓法，由于測試環(huán)境中存在兩種數(shù)量相當(dāng)?shù)臍怏w，從測試下腔向測試上腔存在載氣（N2）的逆向滲透，因此擴(kuò)散物質(zhì)有兩種，是互擴(kuò)散，實(shí)際數(shù)據(jù)比對(duì)證明等壓法數(shù)據(jù)與壓差法數(shù)據(jù)相近但不完全一致，這表明N2的逆向滲透確影響著氧氣的滲透過程。

真空法：由于膜技術(shù)理論的支持，真空法在透氣性測試中一直作為基礎(chǔ)方法使用，是國際上通用性的測試方法，國際上制訂的真空法透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)也是最多的，它常作為首法被采用。傳感器法：傳感器法的測試原理是在測試試樣兩側(cè)保持常壓，使得試樣兩側(cè)的壓力相等，這也給容器透氧性檢測奠定了基礎(chǔ)，可避免由于容器壁兩側(cè)壓差過大導(dǎo)致容器爆裂的情況。容器的外形可以是瓶、袋、盒等，當(dāng)前市面上的容器類包裝幾乎都可以進(jìn)行整體的透氧性檢測，有效避免了由于片材檢測推算導(dǎo)致的誤差。

壓差法又分為真空壓差法和正壓差法兩類,按照檢測標(biāo)準(zhǔn)需要采用分辨率非常高的真空規(guī)或表壓傳感器,檢測過程中微小的壓力變化均被精確地采集下來。透氣度測試；對(duì)于泡沫塑料、皮革、紡織品、紙板、紙張、多孔陶瓷等透氣性較大的材料,用于一些特定領(lǐng)域時(shí)需要量化氣體對(duì)這些材料的滲透性,例如卷煙紙的透氣性選擇是否恰當(dāng)直接影響了煙支的外觀、卷煙的氣味和煙氣成分的含量,而對(duì)紡織品透氣性的控制是直接影響衣物穿著舒適度的關(guān)鍵因素。對(duì)于這類材料氣體滲透性的檢測稱為透氣度測試,試驗(yàn)需要采用專業(yè)的透氣度測試儀。這類材料的透氣度測試方法大體可以分為定流量測壓差和定壓差測流量兩類。定流量測壓差法主要用于聚氨酯泡沫塑料以及軟質(zhì)或半硬質(zhì)多孔彈性材料的測試;定壓差測流量法主要用于紡織品、無紡布、皮革、土工布等;紙、皮革等材料的透氣度檢測需測試在一定壓差下,透過試樣一定體積空氣的時(shí)間,這可歸為定壓差測流量一類,再通過測得的流量進(jìn)行計(jì)算即可。

GPT-203壓差法氣體滲透儀基于壓差法的測試原理，是一款專業(yè)用于薄膜試樣的氣體透過率測試儀，適用于塑料薄膜、復(fù)合膜、高阻隔材料、片材、金屬箔片在各種溫度下的氣體透過量和氣體透過系數(shù)的測定。

測試原理

儀器采用壓差法測試原理，將預(yù)先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊。首先對(duì)低壓腔（下腔）進(jìn)行真空處理，然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)抽真空；當(dāng)達(dá)到規(guī)定的真空度后，關(guān)閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，并保證在試樣兩側(cè)形成一個(gè)恒定的壓差（可調(diào)）；這樣氣體會(huì)在壓差梯度的作用下，由高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透，通過對(duì)低壓側(cè)內(nèi)壓強(qiáng)的監(jiān)測處理，從而得出所測試樣的各項(xiàng)阻隔性參數(shù)。

測試標(biāo)準(zhǔn)

該儀器符合多項(xiàng)國家和國際標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1038-2000、ISO 15105-1、ISO 2556、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003

濟(jì)南賽成儀器一直致力于為大部分國家客戶提供高性價(jià)比的整體解決方案，公司的核心宗旨就是持續(xù)創(chuàng)新，打造高精尖檢測儀器，滿足行業(yè)內(nèi)不同客戶的品控需求，期待與行業(yè)內(nèi)的企事業(yè)單位增進(jìn)交流和合作。

賽成儀器，賽出品質(zhì)，成就未來！

利用顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描（microCT）技術(shù)，研究人員不需要對(duì)樣品進(jìn)行染色、切片或是截面制備等處理，就可以針對(duì)幾乎任意結(jié)構(gòu)快速地獲取三維X射線圖像。microCT技術(shù)徹底改變了材料科學(xué)，憑借其對(duì)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無損可視化能力，成為復(fù)雜機(jī)加工和模壓零件生產(chǎn)過程中重要的質(zhì)量控制工具。

如今，研究人員使用microCT來識(shí)別可能造成重大故障的空隙、孔隙和裂縫等缺陷。越來越多的材料科學(xué)家將microCT作為失效分析的重要部分，引入先進(jìn)的螺旋掃描技術(shù)結(jié)合迭代重建算法，可以獲得以往無法實(shí)現(xiàn)的高保真圖像，也將microCT推向了一個(gè)新時(shí)代。

MicroCT工作原理

MicroCT的一側(cè)為X射線源，用于發(fā)射X射線照射樣品，另一側(cè)是探測器，用于采集透過樣品的X射線，從而產(chǎn)生圖像。樣品稍微旋轉(zhuǎn)后，再次采集一張圖像，樣品不斷旋轉(zhuǎn)，從而不斷重復(fù)采集過程獲得一系列圖像，ZH再通過軟件處理形成三維圖像。

MicroCT之所以能夠產(chǎn)生三維圖像，

是因?yàn)檩^硬的材料會(huì)吸收更多的X射線，而較輕的材料會(huì)允許更多的X射線通過。

螺旋掃描的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的環(huán)形掃描microCT設(shè)備通常是在樣品的ZX位置進(jìn)行掃描，而螺旋掃描采用更為復(fù)雜的掃描技術(shù)，極大提升了microCT性能水平。螺旋掃描采用的是螺旋軌跡以涵蓋樣品從上到下的全部區(qū)域，同時(shí)利用獨(dú)特算法，將采集到的一組良好聚焦的數(shù)據(jù)形成無縫圖像。

螺旋掃描可以幫助研究人員顯著改善失效分析結(jié)果，與環(huán)形掃描相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

01 圖像保真度wu與倫比

與環(huán)形掃描設(shè)備相比，螺旋掃描microCT的探測器可更加靠近X射線源，采集到更多X射線，圖像信噪比更高。在螺旋掃描過程中，探測器可以采集到待測試件各個(gè)部分的zui佳X射線圖像， 也就是圖像的各個(gè)部分達(dá)到良好聚焦?fàn)顟B(tài)。此外，環(huán)形掃描在圖像采集過程中可能需要進(jìn)行圖像拼接，進(jìn)而產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，而螺旋掃描不需要進(jìn)行圖像拼接，通過集成算法將樣品以螺旋形式旋轉(zhuǎn)，就可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無縫的完整圖像。

材料科學(xué)家使用螺旋掃描microCT，可以使樣品和探測器更靠近射線源，

從而提高X射線效率并獲得ZJ信噪比。

02 用途廣泛，可滿足多種樣品研究需求

螺旋掃描適用于各種樣品，可以快速輕松地識(shí)別出復(fù)雜形狀的內(nèi)部缺陷，針對(duì)不同密度的各類部件都可以獲得高分辨圖像。針對(duì)低密度材料，可采用六硼化鑭X射線源獲得更高分辨率圖像。與環(huán)形掃描相比，在掃描較大樣品時(shí)，螺旋掃描速度可高達(dá)六倍，并且精度更高，而且首次實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)待測試件的各個(gè)部分都良好聚焦。

分別采用標(biāo)準(zhǔn)鎢燈絲（左）和六硼化鑭燈絲X射線源（右）觀察鋰電池中的鋁硅復(fù)合材料。

03 測量準(zhǔn)確且精確

螺旋掃描microCT不僅可以對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，還可以用作測量工具，無需對(duì)樣品進(jìn)行制備處理，就可以對(duì)其內(nèi)部尺寸進(jìn)行精確測量，因此可以有效表征生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類失效情況。

螺旋掃描microCT提供優(yōu)質(zhì)的圖像質(zhì)量，幫助材料科學(xué)家清楚地區(qū)分易被忽略的細(xì)節(jié)信息。螺旋掃描microCT應(yīng)用廣泛，且具備高精度測量能力，助力科學(xué)家更快、更準(zhǔn)確地識(shí)別樣品中的失效問題，從而降低成本，提高質(zhì)量控制全過程的生產(chǎn)率。

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在衣服的標(biāo)牌上，都會(huì)標(biāo)有面料的成分，其中“錦綸”的出現(xiàn)頻率較高。通俗講，錦綸就是我們常說的“尼龍”，具有耐磨性好、回彈性高等優(yōu)點(diǎn)。然而，影響人們穿著舒適度的一個(gè)物理指標(biāo)是透氣性。

本文以濟(jì)南賽成研發(fā)的“WPT-304 水蒸氣透過率測試儀”為例，對(duì)某服裝生產(chǎn)商提供的尼龍面料的透氣性進(jìn)行了專項(xiàng)試驗(yàn)。通過對(duì)試驗(yàn)過程、試驗(yàn)結(jié)果等數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄，從而為廣大有需要的企業(yè)提供了參考的方向和方法。

1、關(guān)鍵詞：紡織品水蒸氣透過性、尼龍面料透濕儀、水蒸氣透過性測試儀、水汽透過率測定儀、紡織品水蒸氣滲透量、包裝透水儀、透濕量測定儀、阻濕性檢測儀、阻水性試驗(yàn)機(jī)

2、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB/1037—88《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗(yàn)方法杯式法》

3、檢測試樣

尼龍紡織品面料（注：該試樣由濟(jì)南賽成客戶提供）

4、檢測設(shè)備

濟(jì)南賽成自主研發(fā)的“WPT-304 水蒸氣透過率測試儀”，現(xiàn)已滿足和符合多項(xiàng)國家和國際標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1037、GB/T 16928、ISO 2528、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB00092003\

5、測試原理

WPT-304 水蒸氣透過率測試儀采用透濕杯稱重法測試原理，在一定的溫度下，使試樣的兩側(cè)形成一特定的濕度差，水蒸氣透過透濕杯中的試樣進(jìn)入干燥的一側(cè)，通過測定透濕杯重量隨時(shí)間的變化量，從而求出試樣的水蒸氣透過率等參數(shù)。

7、結(jié)論

濟(jì)南賽成研發(fā)的這款“WPT-304 水蒸氣透過率測試儀”,采用稱重法測試原理，一次可測3—6個(gè)試樣，透濕杯升降稱量由氣缸完全控制，避免人為誤差，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。因此是各大紡織品生產(chǎn)商、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)等相關(guān)企事業(yè)單位理想的檢測儀器。

當(dāng)然，對(duì)于尼龍這類紡織品面料來說，水蒸氣透過量只是其中的一項(xiàng)檢測指標(biāo)，此外還應(yīng)有拉伸強(qiáng)度、厚度、耐沖擊、抗撕裂等指標(biāo)的檢測，更可接受非標(biāo)定制。

濟(jì)南賽成儀器一直致力于為大部分國家客戶提供高性價(jià)比的整體解決方案，公司的核心宗旨就是持續(xù)創(chuàng)新，打造高精尖檢測儀器，滿足行業(yè)內(nèi)不同客戶的品控需求，期待與行業(yè)內(nèi)的企事業(yè)單位增進(jìn)交流和合作。

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