国家标准计划《铝箔试验方法 第11部分:力学性能的测试》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC1(全国有色金属标准化技术委员会轻金属分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 中铝材料应用研究院有限公司 、山东南山铝业股份有限公司 、杭州五星铝业有限公司 、厦门厦顺铝箔有限公司 、江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 、浙江永杰铝业有限公司 、华北铝业有限公司 、江苏中基复合材料有限公司 、广州优箔良材科技有限公司 、云南浩鑫铝箔有限公司 、江苏常铝铝业集团股份有限公司 、中铝河南洛阳铝箔有限公司 、陇西西北铝铝箔有限公司 、西南铝业集团有限责任公司等 。
| 77 冶金 |
| 77.040 金属材料试验 |
| 77.040.01 金属材料试验综合 |
铝箔具有多种优良的特性,不仅可作为包装材料,广泛应用于食品、饮料、香烟、药品、化妆品、家庭日用品等领域;还可作为电力电子材料,应用于电解电容器、新能源汽车、锂离子电池等领域以及作为散热或绝热材料,应用于空调制冷、热传输、冷藏等领域。
可以说,无论在居民消费领域,还是工业领域,随处可见铝箔应用的身影。
近年来,我国铝箔行业持续高速发展,整个铝箔产业已进入与先进国家并行的阶段。
目前,我国铝箔产业在全球产量最大、品种最全、工艺最优、成本优势明显。
2020年中国铝箔产量约415万吨,比上年增加3.75%。
其中,锂离子电池用铝箔等高技术含量、高附加值铝箔产品的工业化生产取得了关键突破,并已基本实现国产化和进口替代。
力学性能是铝箔在应用过程中下游用户要求的常规性能指标。
一方面,力学性能指标可以作为工程设计、评价铝箔和优选工艺的依据,具有重要的工程实际意义;另一方面,力学性能可以揭示材料的基本力学行为规律,也是研究材料性能的基本试验方法。
因此,准确测定铝箔的力学性能指标具有重要意义。
目前,铝箔拉伸性能测试方法多参照GB/T228和GB/T16865执行,但该方法并未体现铝箔的特殊性,比如制样质量、拉伸速度对铝箔拉伸结果影响很大,需要明确规定,而不是给一个宽泛的范围。
另外,样品形状的选择、试验结果的修约等方面存在随意性和不能适应新能源锂电池铝箔客户更高要求的现实情况,导致拉伸结果比对不强,等等。
另外,随着软包装锂电池铝塑膜铝箔国产化进程的推进,下游客户普遍要求对厚度0.1mm以下的铝箔开展杯突性能测试,目前未有相应标准对0.1mm以下铝箔杯突试验进行规定,众多企业依然参照GB/T 4156执行,使用液压式板材成形试验机进行测试、试验速度范围较宽、破裂准则选择不一致等现象普遍存在,导致试验结果波动较大,比对性差等。
最后,对于包装类铝箔产品,破裂强度是反映其性能的重要指标,目前铝箔企业普遍参照纸张耐破度测试方法GB/T 454-2002测试铝箔的耐破度,在术语方面需要与金属材料统一。
另外,对于铝箔而言压边力、破裂位置对结果有效性影响很大,需要明确规定。
综述所述铝箔的力学性能多参照板带产品或者其他产品的标准进行测试,无法体现厚度0.1mm甚至0.05mm以下铝箔的特殊性要求。
导致测试结果比对性差、不能反映材料的真实性能,甚至由此导致买卖双方产生质量异议,尤其是高端锂电池用铝箔产品,这种现象尤为突出。
铝箔企业普遍希望能够尽快对铝箔力学性能测试进行标准化和规范化,以促进高端铝箔产品健康、快速发展,有效规范上下游产业链、弥合买卖双方认识和理解上的差异,推动我国由铝箔制造大国向铝箔制造强国转变。
1、标准范围 适用于厚度0.2mm以下的素箔及带有涂层铝箔的室温拉伸性能测试以及杯突性能测试和破裂强度测试。 2、主要技术内容 本标准为铝箔测试方法GB/T 2263标准系列的第11部分,主要规定了铝箔力学性能测试的试验方法,包含拉伸性能、 埃里克森杯突值、破裂强度的测试方法。主要体现在以下方面: 2.1拉伸性能试验 (1) 铝箔及涂层铝箔厚度及其测量方法:对铝箔厚度的测量进行统一,并规定铝箔厚度的测量方法。 (2) 试样形状和尺寸要求:规定不同类型试样尺寸和公差的限定要求,包括宽度、原始标距、总长和夹持部分尺寸等。 (3) 试样加工方式:规定试样加工后对边缘处的检查要求。 (4) 在使用直条形试样时,规定试样宽度的测量方式。 (5) 试验速率和控制方式:在明确不同速率对箔材拉伸结果影响规律的基础上,对试验速率的合理区间进行规定。 (6) 断后伸长率的手动测量方式不适用于铝箔,规定横梁位移或引伸计代替手动测量。 (7) 采用横梁位移测量断后伸长率时,对试验设备的要求进行规定。 (8) 力学性能值的修约规则重新修订。 (9) 通过附录形式明确制样质量(比对图)。 2.2杯突性能测试 (1)规定杯突测试设备的要求。 (2)限定了冲头速度范围。 (3)明确了对润滑剂的要求。 (4)规定破裂强度的判断准则。 (5)规定试验结果有效性的判断。 2.3破裂强度测试 由于目前没有关于铝箔的破裂强度的测试方法,结合纸张耐破度的规范,主要制定内容如下: (1)明确了铝箔破裂强度的定义 (2)规定了对铝箔破裂测试设备的要求 (3)规定了试验结果有效性的判断 (4)规定了液体种类和测试流量的要求 (5)规定检测结果及修约要求