[发明专利]静态热机械分析仪测试木质文物线膨胀系数的方法及系统

权利要求书

1.一种用静态热机械分析仪测试木质文物线膨胀系数的方法，其特征在于，包括：

(1)制样步骤：从木质文物裁切出木质文物试样并干燥，将干燥后的木质文物试样表面加工平整，所述木质文物试样的边长为5.00～10.00mm；

(2)放样步骤：将所述木质文物试样放置于静态热机械分析仪上并固定住，测量记录测试方向上的初始试样长度，具体为：将所述木质文物试样放置于静态热机械分析仪的压缩夹具底座上，以适当的恒定载荷使静态热机械分析仪的探针固定住所述木质文物样品，测量记录测试方向上的初始试样长度；探针的尖端测试时轻压在所述木质文物样品中心位置，压实后反复升降探针，确认探针的尖端与所述木质文物试样平稳接触，所述木质文物试样不发生晃动；

(3)试验步骤：设置静态热机械分析仪的升温程序并开始实验，记录所述木质文物试样的形变随温度变化的曲线，具体为：设置静态热机械分析仪的升温程序并开始试验，在干燥氮气环境中、匀速升高的程序控制温度下，测量所述木质文物试样形变与温度间的关系，记录形变随温度变化的曲线；所述升温程序的温度程序设置时，测试温度区间包含有效数据温度区间，测试开始温度低于有效数据区间下限30℃，测试结束温度高于数据采集温度区间上限20℃；

(4)数据处理步骤：在静态热机械分析仪数据分析软件中处理试验得到的形变随温度变化的曲线，计算所述木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系数，具体为：在静态热机械分析仪数据分析软件中打开试验得到的形变随温度变化的曲线，选定目标温度区间，数据分析软件自动计算得出所测木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系数，

其中，计算过程中，温度区间(t₁,t₂)内的平均线膨胀系数α_l计算公式为其中l_t为该点温度对应的实时试样长度，l₀为初始试样长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制样步骤具体为：从木质文物上选取适当位置，裁切取下木质文物试样并干燥，将干燥后的木质文物试样表面加工平整，切除干燥后的木质文物试样表面不平整部分，并用砂纸缓慢轻轻打磨至上下表面平行并垂直于测试方向。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述木质文物试样为氮吹绝干状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放样步骤中，干燥、制样、通入干燥氮气12h后，记录此时所述木质文物样品长度即为初始长度l₀。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静态热机械分析仪的探针为石英压缩探针，所述探针载荷范围0～1.8N，载荷分辨率为9.8μN，位移分辨率为0.01μm。

6.一种用静态热机械分析仪测试木质文物线膨胀系数的系统，其特征在于，所述系统基于根据权利要求1至5中任一项所述的方法进行操作，具体包括：

制样单元，用于从木质文物裁切出木质文物试样并干燥，将干燥后的木质文物试样表面加工平整；

放样单元，用于将所述木质文物试样放置于静态热机械分析仪上并固定住，测量记录测试方向上的初始试样长度；

试验单元，用于设置静态热机械分析仪的升温程序并开始实验，记录所述木质文物试样的形变随温度变化的曲线；

数据处理单元，用于在静态热机械分析仪数据分析软件中处理试验得到的形变随温度变化的曲线，计算所述木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系数。