服務(wù)熱線
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單絲法測(cè)試碳纖維的力學(xué)性能工作量大,每批測(cè)試不少于40根纖維,但只要有超過(guò)40cm復(fù)絲就可測(cè)試。碳纖維單絲拉伸性能測(cè)試是將單絲在紙框上粘牢,在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),用夾具固定好紙框,將兩邊的紙框剪斷,然后拉伸纖維。試驗(yàn)儀器常采用能測(cè)試碳纖維的高強(qiáng)高模纖維強(qiáng)力儀。
2.1 單絲截面積的測(cè)試
碳纖維可按GB/T 3364-2008《碳纖維直徑和根數(shù)試驗(yàn)方法》測(cè)得單絲的直徑,再計(jì)算得到單絲的截面積,也可以按GB/T 3362-2005先測(cè)得碳纖維復(fù)絲的線密度和體密度,計(jì)算得到復(fù)絲的截面積,再除以單絲的根數(shù)即是單絲的截面積。
2.2 試樣制備
用有一定強(qiáng)度的紙,如坐標(biāo)紙,刻出如圖3所示的紙框,紙框的間距為(25±0.5)mm,其寬度與總長(zhǎng)度根據(jù)拉力機(jī)夾持器的尺寸來(lái)定,并保證用鑷子夾取時(shí)紙框不發(fā)生變形。圖3中A為纖維與紙框粘結(jié)處,B為拉力機(jī)夾持處。
從待測(cè)試樣中隨機(jī)取長(zhǎng)度約4cm的纖維束,用不損傷纖維的方法將單根纖維相互分離。
將分離的單根纖維逐一放在紙框的中心線上,按圖3所示,用粘結(jié)劑粘牢纖維。要得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),操作時(shí)不要損傷纖維,用常溫快速環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑固定好,要保證單根纖維的平直并位于中心位置。
2.3 拉伸試驗(yàn)
夾持試樣時(shí),試樣與夾具不要有偏離,先固定上夾具,位置正確后再固定下夾具。夾具不要碰到,更不要夾到纖維與紙框的粘結(jié)點(diǎn)處,以免損傷纖維,如圖4所示,要保證單絲軸向、夾具和紙框的中心線和拉伸方向重合。
單絲拉伸試驗(yàn)可直接獲得抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的數(shù)據(jù),經(jīng)修正計(jì)算才能得到試樣的拉伸模量。同樣地,單絲拉伸試驗(yàn)也要設(shè)置預(yù)加載,以克服試樣的松弛現(xiàn)象,設(shè)定值按0.05cN/dtex設(shè)定[12-13]。其值設(shè)定條件對(duì)抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的影響與復(fù)絲的情況相同,即預(yù)加載設(shè)置與否及其值的大小與抗拉強(qiáng)度沒(méi)有關(guān)系,但預(yù)加載設(shè)定值的大小影響伸長(zhǎng)率和拉伸模量的測(cè)試結(jié)果。
3 結(jié)語(yǔ)
準(zhǔn)確測(cè)試?yán)煨阅苁翘祭w維研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的重要一環(huán),國(guó)內(nèi)外許多單位都在研究開發(fā)新的軟件和設(shè)備,以期更便捷、更^地獲取測(cè)試數(shù)據(jù)。
測(cè)試中的關(guān)鍵是制樣時(shí)不要損傷試樣,同一試樣的制樣條件和測(cè)試參數(shù)要相同且恒定。為減少人為操作所引起的數(shù)據(jù)波動(dòng),制樣的自動(dòng)化是纖維拉伸性能測(cè)試的難點(diǎn),但也是測(cè)試研究的重要方向。
拉伸試驗(yàn)中,應(yīng)確保試樣軸向、上下夾具中心線和拉伸方向重合,避免斜拉現(xiàn)象的出現(xiàn),從而減少拉伸性能數(shù)據(jù)降低、離散系數(shù)增大的現(xiàn)象發(fā)生。
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