氧指數(shù)實驗指導(dǎo)書(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上氧指數(shù)實驗指導(dǎo)書1. 實驗?zāi)康难踔笖?shù)(Oxygen Index)又叫臨界氧濃度（COC）或極限氧濃度（LOC），它是用來對液體或固體材料可燃性進(jìn)行評價和分類的一個特性指標(biāo)。它適用于評價塑料、橡膠、樹脂、織物、木材、絕緣液體等材料的可燃性或阻燃性。通過本實驗使學(xué)生了解掌握固體材料氧指數(shù)測定的原理和方法，學(xué)會使用氧指數(shù)測定儀進(jìn)行固體材料氧指數(shù)的測定。2. 實驗原理氧指法模擬材料在大氣中的著火條件，如大氣溫度、濕度、氣流速度等，讓試樣在不同濃度的氧和氮的混合氣中點火燃燒，測出能維持該試樣燃燒所需的最低氧濃度（即氧指數(shù)），用混合氣中氧含量的體積百分?jǐn)?shù)表示。3. 實驗裝置采用J

2、F-3型氧指數(shù)測定儀，圖 1為實驗裝置示意圖，該儀器是根據(jù)GB/T2406的技術(shù)要求生產(chǎn)的。4. 主要儀器材料和試劑4.1JF-3型氧指數(shù)測定儀4.1.1燃燒筒：內(nèi)徑75mm、高300mm由耐熱玻璃制成，垂直安放在可通過氧、氮混合氣流的基座上。底部用直徑35mm的玻璃珠充填，充填高度為80100mm。在玻璃珠的上方裝有金屬網(wǎng)，可防止燃燒碎片阻塞氣體入口和配氣通路。4.1.2試樣夾：能固定在燃燒筒軸心位置上，并能豎直夾住試樣；分為自撐材料和試樣夾和非自撐材料試樣夾兩種。圖 2為非自撐材料試樣夾。4.1.3流量測量和控制系統(tǒng)：由穩(wěn)壓器、調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)子流量器、氣體混合器等組成。能控制和測量進(jìn)入燃燒筒的

3、氣體流量。4.1.4氧濃度測試系統(tǒng)：由氧濃度傳感器及數(shù)字顯示儀表組成，可測試、讀取通入燃燒筒氣體的氧濃度。4.2氣源：氧、氮氣鋼瓶和壓力調(diào)節(jié)裝置。氧氣鋼瓶上應(yīng)有充氣標(biāo)定值，氣體壓力不低于1MPa。4.3點火器 見圖2 。有一根長金屬管，尾端有內(nèi)徑2mm的噴嘴，能伸入燃燒筒內(nèi)點燃試樣。氣瓶內(nèi)為可燃?xì)怏w。點燃后，當(dāng)噴嘴豎直向下時，火焰長度為16+4mm。使用時首先將旋鈕“1”順時針關(guān)閉，再順時針擰緊旋鈕“2”，之后緩慢打開旋鈕“1”同時將噴嘴點燃并按要求調(diào)節(jié)火焰長度。圖1  點火器 圖2試樣夾4.4秒表：用于計時。具有±0.25s精度。4.5排煙系統(tǒng)能排除燃燒產(chǎn)生的煙

4、塵和灰粒，但不影響燃燒筒中的溫度和氣體流速。4.6試樣4.6.1尺寸：見表1。（不同型式、不同厚度的試樣，測試結(jié)果不可比） 表1試樣尺寸要求 mm類型型式長寬厚用途基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差自撐80150-10±54±0.25模塑材料10±0.5泡沫材料<10.5-原厚片材701506.53±0.25電器用塑料、片材或橡膠非自撐140-55210.5-軟片或薄膜4.6.2數(shù)量：每組試樣至少15條。4.6.3外觀：表面應(yīng)清潔，無影響燃燒行為的缺陷，如：氣泡、裂紋、溶脹、飛邊、毛刺等。4.6.4標(biāo)線：對、型試樣，在距點燃端50mm

5、處劃線；對試樣，標(biāo)線劃在框架上（見圖2所示）或劃在距點燃端20mm和100mm處。4.7實驗環(huán)境：常溫、常壓下進(jìn)行，即環(huán)境為溫度1035，相對濕度為45%75%。如有特殊要求，另行規(guī)定。5. 實驗內(nèi)容及步驟5.1開始實驗時氧濃度的確定根據(jù)經(jīng)驗或試樣在空氣中點燃的情況，估計開始實驗時的氧濃度。如在空氣中迅速燃燒，則開始實驗時的氧濃度為18%左右；在空氣中緩慢燃燒或時斷時續(xù)，則為21%左右；在空氣中離開點火源即滅，則至少為25%。5.2調(diào)整儀器和點燃試樣5.2.1安裝試樣：將試樣夾在夾具上，豎直地安裝在燃燒筒的中心位置上，保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm。5.2.2調(diào)節(jié)氣體控制裝置5.2.

6、2.1校正滿度：接通儀器電源，開啟已知氧濃度值的氧氣鋼瓶總閥并調(diào)節(jié)減壓閥，壓力表為0.25-0.4MPa；順時針調(diào)節(jié)儀器面板右下角“穩(wěn)壓”閥，儀器壓力表指示值為0.1±0.01MPa，逆時針調(diào)節(jié)右邊壓力表上方的“流量”旋鈕，流量計指示值為10L±0.5L/min，此時數(shù)字顯示氧濃度值應(yīng)符合已知氧濃度值，否則應(yīng)調(diào)節(jié)“滿度”，之后逆時針關(guān)閉“穩(wěn)壓”閥。5.2.2.2調(diào)零：“調(diào)零”旋鈕一般情況下無需調(diào)節(jié)，如不小心已調(diào)節(jié)該旋鈕，按5.2.2.1條重新校正。 開啟氮氣鋼瓶總閥并調(diào)節(jié)減壓閥，壓力為0.25-0.4MPa。順時針調(diào)節(jié)儀器面板左下角“穩(wěn)壓”閥，儀器壓力表指示值為0.1

7、77;0.01MPa，逆時針調(diào)節(jié)左邊壓力表上方的“流量”旋鈕，流量計指示值為10L±0.5L/min，假如氮氣純度為99.999%，此時數(shù)字顯示氧濃度值為00.0，否則說明氮氣純度不夠，其中含有氧氣，但不影響實驗結(jié)果，逆時針關(guān)閉“穩(wěn)壓”閥。5.2.2.3洗滌燃燒筒 重新打開氮氣、氧氣“穩(wěn)壓”閥，儀器壓力表指示為0.1±0.01MPa，并同時調(diào)節(jié)流量，使氮氣、氧氣混合流量為10L±0.5L/min（球形浮子看最大直徑處），從數(shù)顯窗口讀取的數(shù)值，為此時的混合氣體氧濃度值。若提高氧濃度則增大氧流量，減少氮流量，否則反之。并始終保持壓力0.1MPa和總流量10L/min不

8、變。使混合氣中的氧濃度為5.1中所確定的氧濃度，洗滌燃燒筒至少 30秒。5.2.3點燃試樣5.2.3.1方法A 頂端點燃法使火焰的最低可見部分接觸試樣頂端并覆整個表面，勿使火焰碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。在確認(rèn)試樣頂端全部著火后，立即移去點火器，開始記時或觀察試樣燒掉的長度。點燃試樣時，火焰作用的時間最長為30S，若30S內(nèi)不能點燃，則應(yīng)增大氧濃度，繼續(xù)點燃，直至30S內(nèi)點燃為止。5.2.3.2法B擴(kuò)散點燃法充分降低和移動點火器，使火焰可見部分施加于試樣頂表面，同時施加于垂直側(cè)表面約6mm長。點燃試樣時，火焰作用時間最長為30S，每隔5S左右稍移開點火器觀察試樣，直至垂直側(cè)面穩(wěn)定燃燒或可見燃燒部分

9、的前鋒到達(dá)上標(biāo)線處，立即移去點火器，開始計時或觀察試樣燃燒長度。若30S內(nèi)不能點燃，則增大氧濃度，再次點燃，直至30S內(nèi)點燃為止。方法B也適用于、，標(biāo)線應(yīng)劃在距點燃端10mm和60mm處。注：點燃試樣是指引起試樣有焰燃燒，不同點燃方法的實驗結(jié)果不可比。燃燒部分包括任何沿試樣表面淌下的燃燒物。5.3燃燒行為的評價5.3.1評價準(zhǔn)則 燃燒行為的評價準(zhǔn)則，見表2所示。表2燃燒行為評價準(zhǔn)則試樣型式點燃方式評價準(zhǔn)則（or）燃燒時間，s燃燒長度、A法180燃燒前鋒超過標(biāo)線B法燃燒前鋒超過下標(biāo)線B法5.3.2“O”與“×”反應(yīng)的確定 點燃試樣后，立即開始記時，觀察試樣燃燒長度及燃燒行為。若燃燒中止

10、，但在1s內(nèi)又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察和計時。 如果試樣的燃燒時間或燃燒長度均不超過評價準(zhǔn)則，則這次實驗記錄為“O”反應(yīng)，并記下燃燒長度或時間。如果二者之一超過表面2的規(guī)定，撲滅火焰，記錄這次實驗為“×”反應(yīng)。 同時記錄材料燃燒特性，例如：熔滴、煙灰、結(jié)炭、灼燒等現(xiàn)象。如果有無焰燃燒，報告無焰燃燒情況或包括無焰燃燒時的氧指數(shù)。5.3.3準(zhǔn)備下次實驗 取出試樣，擦凈燃燒筒和點火器表面的污物，使燃燒筒的溫度回復(fù)至常溫或換一個為常溫的燃燒筒，進(jìn)行下一個實驗。5.4逐次選擇氧濃度 以某一步長作為改變量，按5.25.4條，進(jìn)行一組試樣的實驗。 a.如果前一條試樣的燃燒行為是“×”反應(yīng)，則

11、降低氧濃度。 b. 如果前一條試樣的燃燒行為是“O”反應(yīng)，則增大氧濃度。5.5初始氧濃度的確定 采用任一合適的步長，重復(fù)5.25.4，直到以體積百分?jǐn)?shù)表示的兩次氧濃度之差不大于1%，并且一次是“O”反應(yīng)，一次是“×”反應(yīng)為止，這兩次實驗之間可以間隔其它實驗，將這兩次實驗中的“O”反應(yīng)的氧濃度記為初始氧濃度0。實驗數(shù)據(jù)記錄表格及實例見附錄。5.6 NT系列數(shù)據(jù)的測定5.6.1用初始氧濃度0重復(fù)5.25.3的操作，記錄所對應(yīng)的“O”反應(yīng)或“×”反應(yīng)，即為NL系列的第一個值。5.6.2用混合氣濃度的0.2%（V/V）為步長，重復(fù)5.25.4操作，測得一組氧濃度的值及對應(yīng)的反應(yīng)。直

12、至得到不同于5.6.1結(jié)果的反應(yīng)為止，并記錄實驗現(xiàn)象。 5.6.1、5.6.2測得的結(jié)果，即為NL系列。5.6.3仍以0.2%（V/V）為步長，重復(fù)重復(fù)5.25.4操作，再測四個試樣，記下各次的氧濃度及所對應(yīng)的反應(yīng)，最后一個試樣樣的氧濃度，用F表示。 5.6.15.6.3測得的結(jié)果，組成NT系列。6. 結(jié)果的計算6.1氧指數(shù)的計算 以體積百分?jǐn)?shù)表示的氧指數(shù)，按式（1）計算：OI=F+Kd (1)式中：OI氧指數(shù)，%； FNT系列最后一個氧濃度，取一位小數(shù)，%； d5.6中的步長，取一位小數(shù)； K查表 3所得的系數(shù)。報告OI時，取一位小數(shù)，不能修約，為了計算6.3的標(biāo)準(zhǔn)偏差，OI應(yīng)計算到二位小數(shù)。6.2 K值的確定 a.按5.6.1條實驗的試樣如為“O”反應(yīng)，則第一個相反的反應(yīng)是“×”反應(yīng)，從表3第一列中找出F系列所對應(yīng)的反應(yīng)，查出所對應(yīng)的行；再按NL系列的前幾個反應(yīng)（表3中a欄），查出所對應(yīng)的列。行與列的交叉點即為所需K值，其符號下表中符號相同。 b. 按5.6.1條實驗的試樣如為“×”反應(yīng)，則第一個相反的反應(yīng)是“O”反應(yīng)，從表3第六列中找出F系列所對應(yīng)的反應(yīng)，查出所對應(yīng)的行；再按NL系