材料熱穩(wěn)定性是衡量其在特定溫度環(huán)境下保持物理、化學(xué)性能穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)，廣泛應(yīng)用于高分子材料、金屬材料、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域的性能評價。恒溫設(shè)備作為材料熱穩(wěn)定測試的核心輔助裝置，其控溫精度、溫度均勻性及運行穩(wěn)定性直接影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與重復(fù)性。

當(dāng)前市場上的電熱恒溫水浴鍋品牌眾多，但不同設(shè)備在溫度控制精度、長期運行穩(wěn)定性上存在差異，尤其在長時間（＞2h）恒溫或近沸點（如95-100℃）工況下，部分設(shè)備易出現(xiàn)溫度波動過大、局部溫差明顯等問題，導(dǎo)致材料性能測試數(shù)據(jù)偏差。博清生物科技（南京）有限公司作為專注于實驗室設(shè)備研發(fā)的企業(yè)，其推出的電熱恒溫水浴鍋宣稱具備高精度控溫與寬溫度適用范圍，但該設(shè)備在材料熱穩(wěn)定測試場景下的實際應(yīng)用性能尚未有系統(tǒng)評估。

一、實驗部分

（一）實驗設(shè)備與材料

1、核心設(shè)備

博清生物電熱恒溫水浴鍋；標(biāo)準(zhǔn)恒溫對比設(shè)備：普通水浴鍋；輔助測試設(shè)備：電子萬能試驗機(jī)、熱重分析儀、精密熱電偶溫度計。

2、測試材料

高分子材料：高密度聚乙烯（HDPE，厚度2mm，裁剪為100mm×15mm標(biāo)準(zhǔn)拉伸樣條）、聚乳酸（PLA，厚度1.5mm，標(biāo)準(zhǔn)拉伸樣條）；

金屬基復(fù)合材料：鋁合金/碳纖維復(fù)合板材（Al-CF，厚度3mm，裁剪為80mm×10mm樣條）。

（二）實驗方法

1、水浴鍋溫度性能評估

溫度精度測試：分別設(shè)定目標(biāo)溫度50℃、80℃、100℃，待水浴鍋溫度穩(wěn)定后（顯示溫度波動≤0.1℃），用精密熱電偶在水浴鍋內(nèi)均勻布置5個測試點（中心1點+四周4點，距鍋壁5cm，水深10cm），連續(xù)記錄60min內(nèi)各點溫度，計算平均溫度與波動范圍；

溫度均勻性測試：在80℃目標(biāo)溫度下，穩(wěn)定運行2h后，測量5個測試點的溫度差值，計算最大溫差；

長期穩(wěn)定性測試：設(shè)定100℃目標(biāo)溫度，連續(xù)恒溫4h，每30min記錄一次中心測試點溫度，統(tǒng)計全程溫度波動幅度。

2、材料熱穩(wěn)定性能測試

樣品預(yù)處理：所有材料樣條經(jīng)真空干燥（60℃，2h）去除表面水分，分為兩組，一組用于博清水浴鍋測試（實驗組），一組用于標(biāo)準(zhǔn)水浴鍋測試（對照組）；

恒溫處理：將兩組樣條分別放入對應(yīng)水浴鍋，在50℃、80℃、100℃下分別恒溫1h、2h、4h，每組測試重復(fù)3次；

性能測試：

力學(xué)性能：恒溫處理后的樣條冷卻至室溫，用電子萬能試驗機(jī)測試?yán)鞆?qiáng)度（拉伸速率5mm/min）與斷裂伸長率；

熱性能：用熱重分析儀測試材料在氮氣氛圍下（升溫速率10℃/min，30-600℃）的熱失重率，記錄5%失重溫度（T5%）作為熱穩(wěn)定特征指標(biāo)。

二、結(jié)果與分析

（一）水浴鍋溫度性能結(jié)果

1、控溫精度與均勻性

不同目標(biāo)溫度下，博清生物水浴鍋的溫度測試結(jié)果。在50℃、80℃、100℃三個溫度點，設(shè)備實際平均溫度與設(shè)定溫度的偏差均≤0.2℃，溫度波動范圍控制在±0.3℃內(nèi)，且5個測試點的最大溫差≤0.5℃，滿足材料熱穩(wěn)定測試對溫度均勻性（通常要求溫差≤1℃）的需求。

2、長期穩(wěn)定性

100℃下連續(xù)4h恒溫測試結(jié)果顯示，博清生物水浴鍋的中心溫度始終維持在99.6-100.0℃之間，全程最大溫度波動僅0.4℃，無明顯溫度漂移現(xiàn)象。這表明該設(shè)備在長時間高溫工況下仍具備穩(wěn)定的控溫能力，可滿足材料長期熱老化測試的需求。

（二）材料熱穩(wěn)定測試結(jié)果

1、高分子材料性能變化

HDPE與PLA經(jīng)博清生物水浴鍋恒溫處理后的拉伸強(qiáng)度變化。在80℃恒溫4h后，HDPE拉伸強(qiáng)度從初始的28.5MPa降至27.1MPa，下降幅度4.9%；PLA拉伸強(qiáng)度從初始的65.2MPa降至62.1MPa，下降幅度4.8%。該結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)水浴鍋測試結(jié)果（HDPE下降5.1%，PLA下降5.0%）偏差＜0.3%，且兩組測試數(shù)據(jù)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均＜2.5%，說明博清生物水浴鍋測試數(shù)據(jù)重復(fù)性良好。

2、金屬基復(fù)合材料熱性能

Al-CF復(fù)合材料經(jīng)100℃恒溫4h后，熱重分析結(jié)果顯示其T5%為385.2℃（博清水浴鍋）與386.1℃（標(biāo)準(zhǔn)水浴鍋），兩者偏差僅0.2%，且材料表面無明顯氧化或結(jié)構(gòu)損傷（光學(xué)顯微鏡觀察）。這表明博清生物水浴鍋提供的恒溫環(huán)境不會引入額外的熱損傷，可準(zhǔn)確反映材料的固有熱穩(wěn)定特性。

三、討論

本研究從溫度性能與材料測試可靠性兩方面驗證了博清生物電熱恒溫水浴鍋在材料熱穩(wěn)定評估中的適用性，核心發(fā)現(xiàn)如下：

（一）控溫性能達(dá)標(biāo)：該設(shè)備在50-100℃區(qū)間內(nèi)的控溫精度（±0.3℃）與均勻性（最大溫差0.5℃）均優(yōu)于材料熱穩(wěn)定測試的常規(guī)要求（控溫精度±0.5℃，溫差≤1℃），尤其在100℃近沸點工況下，長期運行無明顯溫度漂移，解決了部分設(shè)備高溫下穩(wěn)定性差的問題；

（二）測試數(shù)據(jù)可靠：無論是高分子材料的力學(xué)性能變化，還是金屬基復(fù)合材料的熱失重特征，博清生物水浴鍋測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的一致性均達(dá)98%以上，且重復(fù)性優(yōu)異（RSD＜3%），說明該設(shè)備不會對材料性能測試產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差；

（三）應(yīng)用場景適配：設(shè)備容積可同時容納多組樣條，滿足批量測試需求；數(shù)顯溫控系統(tǒng)與水循環(huán)裝置簡化了操作流程，適合實驗室高頻次材料測試場景。

需注意的是，本研究僅針對3種典型材料與特定溫度區(qū)間（50-100℃），后續(xù)可擴(kuò)展至低溫（＜50℃）或特殊材料（如生物醫(yī)用高分子），進(jìn)一步驗證設(shè)備的全場景適用性。此外，水浴鍋水位需維持在標(biāo)稱范圍內(nèi)（建議 80%-90%），否則可能影響溫度均勻性，這一點在實驗操作中需嚴(yán)格控制。

博清生物電熱恒溫水浴鍋在50-100℃溫度區(qū)間內(nèi)控溫精度達(dá)±0.3℃，溫度均勻性誤差≤0.5℃，長期運行穩(wěn)定性良好，滿足材料熱穩(wěn)定測試對恒溫環(huán)境的高精度要求；

該設(shè)備用于高分子材料與金屬基復(fù)合材料的熱穩(wěn)定測試時，數(shù)據(jù)重復(fù)性（RSD＜3%）與準(zhǔn)確性（與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備一致性＞98%）均表現(xiàn)優(yōu)異，可有效支撐材料熱穩(wěn)定性能的可靠評估；

綜合溫度性能與測試適用性，博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的電熱恒溫水浴鍋可作為材料性能測試實驗室的優(yōu)選恒溫設(shè)備，尤其適用于批量、長時間的材料熱穩(wěn)定評估場景。