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碳纖維的線密度和拉伸性能測試

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-06-03  來源:復材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):46

      碳纖維粗紗是由幾千根甚至8萬根單絲組成的復絲,其拉伸性能的測試原則上類似于高線密度工業(yè)復絲,在典型的拉伸試驗中使用適當?shù)膴A具。然而,碳纖維模量極高,各單絲張力間存在差異,且材料具有脆性,導致用這種方法測得的強度值大約僅為材料實際強度的一半,即各單絲平均強度的一半。施加少量捻度,例如20捻/m,能有助于各根單絲張力的平衡,得到更穩(wěn)定和具有重現(xiàn)性的結(jié)果。Textechnd 公司的自動拉伸試驗機Statinat 4U能自動施加這樣的捻度,接著以全自動的方式進行拉伸性能測試。雖然超高分子量聚乙烯如D yneema和Sp ectra或芳族聚酰胺纖維按照這種方法測得的數(shù)值與材料的實際強度一致,但碳纖維測得的數(shù)值不超過實際強度的70%。

      因此,碳纖維粗紗通常在浸漬條件下,例如按照德國標準DN 65382進行測試。測試時,第一步必須用合適的樹脂浸漬粗紗,第二步必須用紙片與粗紗復合,以避免夾頭損壞(圖1)。

      這個過程非常費時,由于測試前必須待樹脂完全固化,需時24 h。24 h的推遲,在進貨檢驗中是令人煩惱的,對于生產(chǎn)控制試驗幾乎是不能接受的。

       另一種方法是對各根纖維即單纖維進行測試。這樣的單纖維測試,初看似乎更復雜,但用Favi-mat儀器,特別是用Textechno公司的Robot2或Airbot2系統(tǒng)的自動裝置,就很容易進行。用戶對Favinat進行單纖維測試和浸漬粗紗測試兩種方法比較后,決定采用單纖維測試。單纖維測試作為生產(chǎn)控制方法的主要優(yōu)點是:實驗室收到生產(chǎn)樣品后幾分鐘內(nèi)就可得到最重要的結(jié)果,從而能夠及時采取改正行動,例如在斷裂強度降低時可及時改正。此外,單纖維測試還提供粗紗內(nèi)纖維性質(zhì)分布的信息,這對于生產(chǎn)和粗紗應(yīng)用中充分分析問題具有重要意義。

資料下載:   碳纖維的線密度和拉伸性能測試.pdf
 
關(guān)鍵詞: 碳纖維 復合材料
 
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