碳纖維是一種具有卓越力學(xué)性能和輕質(zhì)化特性的先進(jìn)纖維材料，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、體育器材等領(lǐng)域。為了準(zhǔn)確評估碳纖維材料的性能，了解其單絲的拉伸性能至關(guān)重要。

本文科準(zhǔn)測控小編將探討ISO 11566:1996標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)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(zhǔn)備方法、試驗(yàn)裝置的要求以及試驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)。從而為碳纖維單絲的力學(xué)性能測試提供可靠的方法和指導(dǎo)，幫助碳纖維材料提高質(zhì)量和性能。

一、測試標(biāo)準(zhǔn)

本文參考lSO 11566:1996測試標(biāo)準(zhǔn)，該方法適用于碳纖維的單絲,取自復(fù)絲紗,股線、絲束短纖維短紗、機(jī)織物、編織物和針織物。

二、測試儀器

1、萬能拉力試驗(yàn)機(jī)

2、橡膠涂層夾齒

3、膠帶,用于將單絲臨時(shí)固定在支架上(無特殊要求)

4、顯微鏡或激光衍射儀

5、試驗(yàn)條件

速度控制方式:位移速度

試驗(yàn)溫度:室溫

加載試驗(yàn)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(yàn)內(nèi)容

1、試樣的制備和安裝

a、準(zhǔn)備帶有不同長度槽的試樣架,以生產(chǎn)不同標(biāo)距的試樣,這些安裝件應(yīng)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(gè)槽長至少準(zhǔn)備三個(gè)安裝件,并確保每個(gè)槽長的槽長相同,誤差在±0以內(nèi),5毫米。

b、至少準(zhǔn)備20個(gè)試樣,以便對報(bào)告的每個(gè)結(jié)果進(jìn)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(guī)定的溶劑萃取.化學(xué)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(yīng)盡可能薄,以盡量減少試樣在夾具處的錯(cuò)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(huán)氧樹脂松香或密封蠟。

2、橫截面積的測量

1)準(zhǔn)備工作：

a. 確保實(shí)驗(yàn)室環(huán)境符合測試要求，包括溫度和濕度的控制。

b. 檢查并校準(zhǔn)測試設(shè)備，確保其正常工作。

c. 準(zhǔn)備所需的樣品和測量工具，如顯微鏡或激光衍射儀。

樣品準(zhǔn)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(nèi)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(jù)測得的橫截面形狀計(jì)算橫截面積。

b. 方法二：根據(jù)紗線密度和線密度計(jì)算

通過紗線的數(shù)量、紗線的密度和線密度計(jì)算橫截面積。

c. 方法三：直徑測定并計(jì)算

使用光學(xué)顯微鏡或激光衍射儀測量單絲的直徑。

根據(jù)測得的直徑計(jì)算橫截面積。

3)數(shù)據(jù)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(nèi)橫截面積變化較大的情況下，使用相同的樣品進(jìn)行拉伸性能測試。

4)注意事項(xiàng)：

在測量橫截面積時(shí)，要小心操作，以避免損壞碳纖維單絲。

根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的測量方法，并確保準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

3、拉伸性能的測試流程

1)準(zhǔn)備工作：

a、確保實(shí)驗(yàn)室環(huán)境符合要求。

b、檢查拉力試驗(yàn)機(jī)并設(shè)置橫梁速度在1mm/min和5mm/min之間。

2)樣品準(zhǔn)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(yàn)設(shè)置：

a將試樣與拉力試驗(yàn)機(jī)的加載軸對齊，并夾緊夾具。

4)安全處理：

a、在施加負(fù)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(cè)。

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(hù)碳纖維樣品的完整性。

4)開始測試：

a、啟動(dòng)記錄設(shè)備，并以設(shè)定的橫梁速度加載試樣。

b、持續(xù)加載試樣直到失效。

5)結(jié)果處理：

a、如果試樣在夾具內(nèi)失效，丟棄結(jié)果，并使用新的試樣重復(fù)測試。

4、結(jié)果的計(jì)算

抗拉強(qiáng)度公式：

拉伸彈性模量公式A:

拉伸彈性模量公式B:

結(jié)論：在碳纖維單絲的力學(xué)性能測試中，可以通過同時(shí)測量橫截面積和拉伸強(qiáng)度，將力-伸長率曲線轉(zhuǎn)化為應(yīng)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(qiáng)度數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出對應(yīng)的應(yīng)力值，并將其與伸長率數(shù)據(jù)相對應(yīng)，得到應(yīng)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(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解碳釬維加固拉拔檢測、纖維單絲拉伸強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)、碳纖維受力方向、碳纖維布拉拔強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和單絲拉伸實(shí)驗(yàn)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(duì)為您免費(fèi)解答！

審核編輯 黃宇