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《塑料动态力学性能的测定第8部分：纵向和剪切振动波传播法》国家标准发展报告

EnglishTitle:DevelopmentReportonNationalStandard“Plastics—Determinationofdynamicmechanicalproperties—Part8:Longitudinalandshearvibration—Wave-propagationmethod”

摘要：

随着我国航空航天、高速轨道交通、第五代移动通信（5G）及高端电子封装等战略性新兴产业的迅猛发展，对聚合物材料在高频、高速动态载荷下的力学性能表征提出了前所未有的精准化需求。传统动态热机械分析（DMA）方法受限于频率范围（通常低于200Hz），难以有效评估材料在兆赫兹（MHz）频段的动态响应行为，成为制约高频应用材料研发与质量控制的瓶颈。本报告聚焦于将国际标准ISO6721-8:2019转化为国家标准的立项工作，系统阐述了该标准制定的目的意义、适用范围及核心技术内容。本标准引入基于超声波传播的波导法，填补了国内在0.5MHz至5MHz高频范围内测定塑料复数模量（包括纵向与剪切模量）标准方法的空白。该方法具有非破坏性、高频率、可局部测量等显著优势，不仅能为高频振动与冲击环境下材料的研发、选型与可靠性评估提供统一、科学的测试依据，还能显著降低样品损耗与测试成本，符合绿色制造与可持续发展的理念。本标准的制定与实施，预期将有力提升我国在高性能聚合物材料检测领域的国际对标能力与技术水平，对推动相关产业的高质量发展具有重要的战略意义和实用价值。

关键词：

塑料；动态力学性能；波传播法；超声波；复数模量；高频测试；标准化

Plastics;Dynamicmechanicalproperties;Wave-propagationmethod;Ultrasonic;Complexmodulus;High-frequencytesting;Standardization

正文

一、立项背景与目的意义

当前，全球制造业正朝着高端化、智能化、绿色化方向加速演进。在我国“制造强国”和“质量强国”战略的引领下，航空航天、高速轨道交通、新一代信息技术、高端装备等关键领域对材料性能的要求日益严苛。聚合物材料作为重要的工程材料，其在高频振动、高速冲击、声波吸收等动态环境下的力学行为，直接关系到最终产品的可靠性、寿命与安全性。例如，5G通信设备的射频器件封装材料、高速列车减震部件、航天器复合材料结构等，均需在MHz级频率下保持稳定的力学性能。

然而，国内现行的塑料动态力学性能测试标准体系，主要依托于动态热机械分析（DMA）技术，其测试频率范围多集中于低频区（通常为0.01Hz~200Hz）。这一技术局限使得材料研发与质量评价无法有效覆盖实际应用中的高频工况，导致设计冗余或性能不足的风险，已成为制约相关产业技术升级的共性难题。

国际标准化组织（ISO）发布的ISO6721-8:2019《塑料动态力学性能的测定第8部分：纵向和剪切振动波传播法》，为解决上述问题提供了国际通行的技术方案。该标准规定了一种基于超声波技术的波传播测试方法，能够有效测定材料在0.5MHz至5MHz频率范围内的纵向与剪切复数模量。将此项国际先进标准转化为我国国家标准，具有多重深远的意义：

1.填补技术空白，完善标准体系：建立我国在高频动态力学性能测试领域的标准方法，弥补现有国家标准（GB/T）体系的不足，使标准体系覆盖从低频到高频的全频率范围，与国际先进水平保持同步。

2.支撑产业创新，提升产品质量：为高频应用场景下的新材料研发、配方优化、工艺改进及产品质量控制提供统一、权威的测试依据。通过精准表征材料的高频模量与阻尼特性，助力企业提升产品设计的科学性与可靠性，降低研发试错成本。

3.推动检测技术进步，促进绿色制造：超声波波传播法是一种非破坏性检测技术，所需样品尺寸小，且测试过程不破坏样品，可实现材料的快速、无损筛查与评估。这显著减少了材料损耗和测试成本，符合资源节约与环境友好的产业发展方向。

4.增强国际竞争力，促进贸易便利化：采用与国际一致的标准方法，有利于我国检测数据获得国际互认，消除技术性贸易壁垒，为我国高分子材料及制品的出口提供技术支撑，提升“中国制造”的国际信誉。

综上所述，将ISO6721-8:2019转化为国家标准，技术基础坚实，产业需求迫切，经济社会效益显著，对推动我国塑料工业乃至整个高端制造业的高质量发展具有不可或缺的作用。

二、范围与主要技术内容

1.范围

本标准规定了一种利用超声波波传播技术，测定塑料在0.5MHz至5MHz频率范围内动态