圓形樣品的壓縮測試

圓形樣品可以進(jìn)行限制性壓縮和非限制性壓縮測試。對常規(guī)樣品，一般采用非限制性壓縮測試。在測試時(shí)我們強(qiáng)烈建議使用標(biāo)準(zhǔn)方法準(zhǔn)備樣品，以便于在測試室中定位樣品。在測試前應(yīng)該準(zhǔn)備好文件的備注：文件名，垂直軸精度，傳感器型號，平板壓頭形式，樣品厚度和應(yīng)力松弛參數(shù)。

非限制性壓縮是一種簡便的獲得圓形樣品固有力學(xué)參數(shù)的方法。非限制性壓縮假設(shè)了在兩個(gè)無摩擦平面之間壓縮一個(gè)合適的圓柱形圓盤樣品。從厚板（均勻厚度）上制備圓盤狀樣品的一種方便方法是使用圓形沖頭。在沖壓過程中，將活檢沖頭垂直于板材表面定位進(jìn)行取樣。此外，對于軟樣本，需要小心操作小圓盤形樣本，以避免樣本損壞。

MACH-1 V500C 是一款高精度的力學(xué)測試儀器，其位移精度可精確到0.1微米，最小的傳感器分辨率在5 微牛，下面是通過V500C進(jìn)行壓縮測試的方案：

材料

1）圓盤狀樣品。注意，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來進(jìn)行樣品的提取，制備和保存。

* 厚度： 材料的最小厚度由測試儀的垂直位移和負(fù)載分辨率、圓盤的剛度、上下受壓壓板的直徑（由于平臺之間缺乏平行性）決定。對于大多數(shù)Mach-1配置，很難在薄于20µm的磁盤上執(zhí)行此測試。所以式樣厚度應(yīng)大于20微米。

*直徑：即使機(jī)械模型考慮了圓盤的直徑和厚度，其直徑也應(yīng)根據(jù)其厚度進(jìn)行調(diào)整，從而使樣品認(rèn)為是圓柱形的。經(jīng)驗(yàn)法則：直徑/厚度比應(yīng)為3。

2）Mach-1™多功能力學(xué)測試儀（配置：型號V500C）

*精度0.1μm

*傳感器選擇（多軸17N，35N，70N，250N）

（單軸250N,100N,10N,1.5N,0.25N,0.1N）

*測試室（D=98mm）的可水浴測試腔

*樣品底架：扁平（D=37mm）。

*平壓頭：D=12.5 mm或者D=37.15 mm

可選 -使用（0.3 L）生理鹽水溶液（PBS，例如Sigma、PN D-5652或同等產(chǎn)品）

方法

1 使用所選的附件，安裝Mach-1。

2 擰緊測試室內(nèi)的樣品支架，并將組件固定在MACH-1上。

3 執(zhí)行預(yù)定的測試順序，找到底部壓板的垂直位置，定位為位置零點(diǎn)：

注：由于需要接觸上平壓板壓頭和腔室底部（金屬對金屬接觸），因此必須使用非常低的接近速度（查找接觸函數(shù)-速度參數(shù)）以減少負(fù)載元件超載（和潛在損壞）的風(fēng)險(xiǎn)。

4 通過Mach-1運(yùn)動軟件，提高平面壓頭表面。

5 小心地將盤狀樣品放置在平面架的中心。

6 通過Mach-1運(yùn)動軟件，將平面壓頭表面出運(yùn)動至樣品表面上部約1 mm。

7 執(zhí)行預(yù)定測試順序，通過壓頭定位測量樣品的厚度：

注：需要根據(jù)樣品盤的機(jī)械性能調(diào)整速度和停止標(biāo)準(zhǔn)。對于剛性材料，應(yīng)使用較低的速度（見前注）。對于負(fù)載響應(yīng)取決于壓縮速度的材料（例如，凝膠或軟骨等孔隙彈性材料），低速壓縮導(dǎo)致樣品中的負(fù)載最?。ㄒ?yàn)樵趬嚎s過程中水有時(shí)間流出）。在這種情況下，可能需要增加壓縮速度，以獲得更好地評估圓盤的厚度。

8 如果樣品要在空氣中進(jìn)行測試，則繼續(xù)進(jìn)行下一步測試。如果樣品需要在溶液中進(jìn)行測試，則用適當(dāng)?shù)娜芤禾畛錅y試室。需要注意的是，孔隙彈性材料（生物材料、組織）的機(jī)械測試通常在生理鹽水溶液(PBS 0.15M或同等水平)中進(jìn)行（見圖）。緩慢倒入溶液，以避免樣品移動。確保平板之間沒有氣泡，溶液表面高出平壓頭的圓柱形板部分至少5 mm，以減少負(fù)載中的體積偽影。讓樣品平衡至少5分鐘（取決于圓盤大?。?。

9 報(bào)告軸(Z)的當(dāng)前位置作為樣品的厚度h。

10 通過軟件設(shè)置壓縮幅度，壓縮速率等，編輯壓縮測試的測試順序進(jìn)行無限壓縮試驗(yàn)。

注：預(yù)壓縮是一個(gè)可選的步驟，以確保平臺和樣品之間的均勻接觸（預(yù)壓縮的復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)也可以通過“查找接觸”功能實(shí)現(xiàn)）。應(yīng)力松弛結(jié)構(gòu)（壓縮坡道）可由單個(gè)或多個(gè)坡道構(gòu)成。當(dāng)與機(jī)械模型擬合失敗時(shí)，建議不要將圓盤壓縮超過50%。

11，測試結(jié)束后，通過MACH-1的數(shù)據(jù)分析軟件，調(diào)用壓縮曲線，在合適的位置取值曲線斜率，樣品厚度等信息。計(jì)算樣品的彈性模量。