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        碳纖維單絲拉伸測試步驟詳解:ISO 11566:1996標準下萬能拉力試驗機的應用

         更新時間:2023-05-29 點擊量:424

        碳纖維是一種力學性能優越和輕質化特性的*纖維材料,被廣泛應用于航空航天、汽車、體育器材等領域。為了準確評估碳纖維材料的性能,了解其單絲的拉伸性能至關重要。

        本文科準測控小編將探討ISO 11566:1996標準的主要內容,既橫截面積的測量和拉伸性能的測試,其中包括試樣的準備方法、試驗裝置的要求以及試驗過程中的注意事項。從而為碳纖維單絲的力學性能測試提供可靠的方法和指導,幫助碳纖維材料提高質量和性能。

        一、測試標準

        本文參考lSO 11566:1996測試標準,該方法適用于碳纖維的單絲,取自復絲紗,股線、絲束短纖維短紗、機織物、編織物和針織物。

        二、測試儀器

        1、萬能拉力試驗機

        image.png 

        2、橡膠涂層夾齒

        3、膠帶,用于將單絲臨時固定在支架上(無特殊要求)

        4、顯微鏡或激光衍射儀

        5、試驗條件

        速度控制方式:位移速度

        試驗溫度:室溫

        加載試驗速率:1mm/s

        傳感器容量:1N

        夾齒類型:1N橡膠涂層夾齒

        夾齒距離:25mm

         

        三、試驗內容

        1、試樣的制備和安裝

        image.png 

        a、準備帶有不同長度槽的試樣架,以生產不同標距的試樣,這些安裝件應全部采用相同材料,僅在總長度和槽長方面有所不同,使用5mm.10mm,20mm.30mm.40mm等槽長,每個槽長至少準備三個安裝件,并確保每個槽長的槽長相同,誤差在±0以內,5毫米。

        b、至少準備20個試樣,以便對報告的每個結果進行20次測量。去除任何存在的尺寸可以更容易地制備好的樣品。要去除尺寸,請使用ISO 10548中規定的溶劑萃取.化學消化或熱解方法。

        c、試樣安裝,由一張薄紙、柔性金屬或塑料制成,帶有長度為25毫米±0.5毫米的槽,如上圖所示。板材應盡可能薄,以盡量減少試樣在夾具處的錯位.建議厚度為0.1毫米5.3粘合劑:適合將單絲牢固地粘合到安裝件上的任何環氧樹脂松香或密封蠟。

         

        2、橫截面積的測量

        1)準備工作:

        a. 確保實驗室環境符合測試要求,包括溫度和濕度的控制。

        b. 檢查并校準測試設備,確保其正常工作。

        c. 準備所需的樣品和測量工具,如顯微鏡或激光衍射儀。

        樣品準備:

        a. 選擇一根代表性的碳纖維單絲作為樣品。

        b. 如果橫截面積在纖維束或絲束內變化較大,確保選取具有一致橫截面積的長絲作為測量樣品。

        2)橫截面積測量:

        a. 方法一:橫向切割試樣的顯微測定

        使用顯微鏡觀察并測量切割橫截面的形狀和尺寸。

        根據測得的橫截面形狀計算橫截面積。

        b. 方法二:根據紗線密度和線密度計算

        通過紗線的數量、紗線的密度和線密度計算橫截面積。

        c. 方法三:直徑測定并計算

        使用光學顯微鏡或激光衍射儀測量單絲的直徑。

        根據測得的直徑計算橫截面積。

        3)數據記錄和分析:

        記錄測得的橫截面積值。

        如果需要,在纖維束或絲束內橫截面積變化較大的情況下,使用相同的樣品進行拉伸性能測試。

        4)注意事項:

        在測量橫截面積時,要小心操作,以避免損壞碳纖維單絲。

        根據實際情況選擇適合的測量方法,并確保準確性和可重復性。

         

        3、拉伸性能的測試流程

        1)準備工作:

        a、確保實驗室環境符合要求。

        b、檢查拉力試驗機并設置橫梁速度在1mm/min和5mm/min之間。

        2)樣品準備:

        a、將碳纖維-單絲試樣放置在支架的中心,并使用膠帶將一端固定到支架上。

        b、輕輕拉伸樣品穿過支架,并使用膠帶將另一端固定到安裝件的另一端。

        c、在安裝槽的每一端滴一滴粘合劑,將樣品牢固地粘合到位。

        3)試驗設置:

        a將試樣與拉力試驗機的加載軸對齊,并夾緊夾具。

        4)安全處理:

        a、在施加負載之前,在安裝件未受力的情況下,切割或燒穿安裝件的兩側。

        b、如果使用燃燒方法,請小心避免將樣品暴露在火焰中,以保護碳纖維樣品的完整性。

        4)開始測試:

        a、啟動記錄設備,并以設定的橫梁速度加載試樣。

        b、持續加載試樣直到失效。

        5)結果處理:

        a、如果試樣在夾具內失效,丟棄結果,并使用新的試樣重復測試。

        4、結果的計算

        抗拉強度公式:

        image.png 

        拉伸彈性模量公式A:

        image.png 

        拉伸彈性模量公式B:

        image.png 

        結論:在碳纖維單絲的力學性能測試中,可以通過同時測量橫截面積和拉伸強度,將力-伸長率曲線轉化為應力-伸長率曲線。這里的意思是,通過獲得單絲的橫截面積和拉伸強度數據,可以計算出對應的應力值,并將其與伸長率數據相對應,得到應力-伸長率曲線。

        以上就是小編介紹的碳纖維-單絲試樣拉伸性能測試的內容了,希望可以給大家帶來幫助!如果您還想了解碳釬維加固拉拔檢測、纖維單絲拉伸強度測試標準、碳纖維受力方向、碳纖維布拉拔強度標準和單絲拉伸實驗等問題,歡迎您關注我們,也可以給我們私信和留言,科準測控技術團隊為您免費解答!

         


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