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GB/T 3362標(biāo)準(zhǔn)下的碳纖維復(fù)絲拉伸測試:如何使用材料拉力試驗機(jī)進(jìn)行操作,步驟解析!

科準(zhǔn)測控 ? 來源:科準(zhǔn)測控 ? 作者:科準(zhǔn)測控 ? 2023-07-28 10:57 ? 次閱讀
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碳纖維作為一種具備高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異性能的材料,近年來在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,由于制備過程中的工藝條件波動和內(nèi)在缺陷的存在,導(dǎo)致碳纖維的力學(xué)性能存在一定的差異,表現(xiàn)為抗拉強度、拉伸模量和斷裂伸長率的離散回。因此,在對碳纖維的性能進(jìn)行準(zhǔn)確測試時,取樣、制樣和測試過程中的注意事項顯得尤為重要。
image.png

為了克服碳纖維性能測試中的不確定性,本文科準(zhǔn)測控小編將重點介紹碳纖維復(fù)絲拉伸性能測試的內(nèi)容。首先,我們將探討如何選擇代表性的纖維取樣,并避免在取樣過程中對纖維造成損傷。其次,我們將關(guān)注在制樣過程中需要注意的細(xì)節(jié),以確保樣品的質(zhì)量和一致性。最后,我們將介紹如何使用引伸計法測試復(fù)絲拉伸模量的方法,從而使得方便準(zhǔn)確地測試?yán)w維的拉伸性能成為可能。

一、測試標(biāo)準(zhǔn)

復(fù)絲法按GB/T 3362《碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗方法》進(jìn)行試驗,適用于1 k~12 k碳纖維復(fù)絲的測試。

二、測試儀器

1、材料拉力試驗機(jī)
image.png

2、接觸式引伸計
image.png

3、氣動夾具
image.png

4、試驗條件

樣品名稱:碳纖維復(fù)絲

試驗溫度:室溫

試驗類型:拉伸測試

負(fù)荷傳感器容量: 5 KN

三、測試流程

1、復(fù)絲線密度的測定

取樣時將復(fù)絲的一端固定、另一端利用砝碼自重加張力,如圖1所示,而不是簡單的拉直取樣,砝碼的質(zhì)量為復(fù)絲最大載荷的1%~2%即可[G一間。截取1 m長的復(fù)絲三根(測量長度精確到士0. 5 mm) ,而后稱量,將所得數(shù)值除以3即是復(fù)絲的線密度。
image.png

2、纖維體密度的測定

碳纖維體密度的測定,可用浮沉法,也可用密度梯度法。用浮沉法測試時,加試劑后需用玻璃棒攪拌,靜置約30 rmin再觀察纖維是否均勻分布。

3、試樣制備
image.png

將復(fù)絲在一定濃度的樹脂固化體系溶液中浸膠,取出放在上膠架上固定,然后將上膠架放在烘箱內(nèi)升溫固化,取下固化后的棒狀樣條,按尺寸規(guī)定做加強片,最后進(jìn)行拉伸測試。

4、操作步驟(12k碳纖維復(fù)絲)
image.png

夾持樣品:

a. 使用氣動夾具將樣品夾持在材料拉力試驗機(jī)的上下夾具中,確保樣品中心線與夾具中心線重合,避免斜拉現(xiàn)象的發(fā)生。

b. 確保夾持樣品時,樣品的末端平行且垂直于夾具,以確保均勻施加拉伸載荷。

設(shè)置試驗參數(shù):

a. 將試驗溫度設(shè)定為室溫,符合預(yù)定的試驗條件。

b. 設(shè)置試驗類型為拉伸測試,并選擇拉伸速率,一般為常規(guī)拉伸速率,以保持試驗的穩(wěn)定性。

預(yù)加載荷設(shè)置:

a. 設(shè)定預(yù)加載荷值,通常為復(fù)絲試樣最大載荷的1%。

b. 確保預(yù)加載的設(shè)定值必須大于或等于拉力試驗機(jī)傳感器的最大量程與精度的乘積,以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

進(jìn)行試驗:

a. 開始拉伸試驗,拉力試驗機(jī)會逐漸施加載荷到設(shè)定值。

b. 在預(yù)加載荷值達(dá)到時,試樣的初始長度被固定,此時伸長率歸零,而載荷不歸零,開始實際拉伸試驗。

c. 試驗進(jìn)行中,實時觀察接觸式引伸計的讀數(shù),記錄試樣的伸長變化情況。

數(shù)據(jù)記錄與分析:

a. 記錄試驗過程中的載荷和伸長率數(shù)據(jù),以便后續(xù)分析。

b. 根據(jù)試驗得到的數(shù)據(jù),計算碳纖維復(fù)絲的抗拉強度和拉伸模量。

試驗結(jié)束:

a. 當(dāng)試驗達(dá)到所需拉伸程度或樣品發(fā)生斷裂時,停止試驗。

b. 將樣品從夾具中取出,進(jìn)行必要的處理和保存。

5、計算公式

拉伸強度按式(1)計算:
image.png

注:測試?yán)炷A繒r,根據(jù)纖維的斷裂伸長率大小設(shè)定應(yīng)變限量程,具體范圍如下圖所示。
image.png
以上就是小編介紹的碳纖維復(fù)絲拉伸試驗的內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭?!如果您還想了解更多關(guān)于碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗方法、碳纖維復(fù)絲拉伸試樣制備、碳纖維復(fù)絲拉伸性能測試、碳纖維復(fù)絲拉伸加強片和材料拉力試驗機(jī)操作規(guī)程等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊為您免費解答!

審核編輯 黃宇

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