碳纖維作為一種具備高比強(qiáng)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(lái)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于制備過(guò)程中的工藝條件波動(dòng)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(qiáng)度、拉伸模量和斷裂伸長(zhǎng)率的離散回。因此，在對(duì)碳纖維的性能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試時(shí)，取樣、制樣和測(cè)試過(guò)程中的注意事項(xiàng)顯得尤為重要。

為了克服碳纖維性能測(cè)試中的不確定性，本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將重點(diǎn)介紹碳纖維復(fù)絲拉伸性能測(cè)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(guò)程中對(duì)纖維造成損傷。其次，我們將關(guān)注在制樣過(guò)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(jì)法測(cè)試復(fù)絲拉伸模量的方法，從而使得方便準(zhǔn)確地測(cè)試?yán)w維的拉伸性能成為可能。

一、測(cè)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(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，適用于1 k~12 k碳纖維復(fù)絲的測(cè)試。

二、測(cè)試儀器

1、材料拉力試驗(yàn)機(jī)

2、接觸式引伸計(jì)

3、氣動(dòng)夾具

4、試驗(yàn)條件

樣品名稱(chēng)：碳纖維復(fù)絲

試驗(yàn)溫度：室溫

試驗(yàn)類(lèi)型：拉伸測(cè)試

負(fù)荷傳感器容量: 5 KN

三、測(cè)試流程

1、復(fù)絲線(xiàn)密度的測(cè)定

取樣時(shí)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(jiǎn)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(zhǎng)的復(fù)絲三根(測(cè)量長(zhǎng)度精確到士0. 5 mm) ,而后稱(chēng)量,將所得數(shù)值除以3即是復(fù)絲的線(xiàn)密度。

2、纖維體密度的測(cè)定

碳纖維體密度的測(cè)定,可用浮沉法,也可用密度梯度法。用浮沉法測(cè)試時(shí),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

將復(fù)絲在一定濃度的樹(shù)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(qiáng)片,最后進(jìn)行拉伸測(cè)試。

4、操作步驟（12k碳纖維復(fù)絲）

夾持樣品：

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

b. 確保夾持樣品時(shí)，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(yàn)參數(shù)：

a. 將試驗(yàn)溫度設(shè)定為室溫，符合預(yù)定的試驗(yàn)條件。

b. 設(shè)置試驗(yàn)類(lèi)型為拉伸測(cè)試，并選擇拉伸速率，一般為常規(guī)拉伸速率，以保持試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)：

a. 開(kāi)始拉伸試驗(yàn)，拉力試驗(yàn)機(jī)會(huì)逐漸施加載荷到設(shè)定值。

b. 在預(yù)加載荷值達(dá)到時(shí)，試樣的初始長(zhǎng)度被固定，此時(shí)伸長(zhǎng)率歸零，而載荷不歸零，開(kāi)始實(shí)際拉伸試驗(yàn)。

c. 試驗(yàn)進(jìn)行中，實(shí)時(shí)觀察接觸式引伸計(jì)的讀數(shù)，記錄試樣的伸長(zhǎng)變化情況。

數(shù)據(jù)記錄與分析：

a. 記錄試驗(yàn)過(guò)程中的載荷和伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析。

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

試驗(yàn)結(jié)束：

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

b. 將樣品從夾具中取出，進(jìn)行必要的處理和保存。

5、計(jì)算公式

拉伸強(qiáng)度按式(1)計(jì)算:

注：測(cè)試?yán)炷Ａ繒r(shí),根據(jù)纖維的斷裂伸長(zhǎng)率大小設(shè)定應(yīng)變限量程,具體范圍如下圖所示。

以上就是小編介紹的碳纖維復(fù)絲拉伸試驗(yàn)的內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)?lái)幫助！如果您還想了解更多關(guān)于碳纖維復(fù)絲拉伸性能試驗(yàn)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(cè)試、碳纖維復(fù)絲拉伸加強(qiáng)片和材料拉力試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程等問(wèn)題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答！

審核編輯 黃宇