[發明專利]用于碳纖維力學性能測試的制樣方法

無效

• 申請號: 201010283925.3
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101949792A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 王浩靜;劉福杰;范立東;王紅飛;程璐;劉歡
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/30;G01N3/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及材料測試技術領域，具體涉及到一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法。

背景技術

碳纖維是上世紀60年代興起的一種新型炭材料，它具有高比強度、高比模量、高導電性和導熱性、低熱膨脹系數、低密度、耐高溫、耐疲勞、抗蠕變、自潤滑等一系列的優異性能，是一種理想的功能材料和結構材料，廣泛應用于航天、民用航空、文體以及運輸等領域，并具有廣闊的應用前景。

碳纖維的力學性能包括抗拉強度、抗拉模量、斷裂伸長率、體密度、線密度等項目。碳纖維力學性能的測試方法已有國家標準，如碳纖維復絲拉伸性能試驗方法(GB/T?3362-1982)，后來又被GB/T?3362-2005所代替。新標準更完善一些，對測試待測碳纖維的尺寸、所用浸膠樹脂及固化劑、含膠量、固化溫度及時間都有較為清楚的規定，對于待測碳纖維制備說到了用手工法或機器法浸膠，并對手工法進行了詳細的定義和描述，具體步驟：手工浸膠-繃緊于框架上-鼓風干燥箱中固化。此方法所制待測碳纖維含膠量不能保證完全相同且易留下較多的膠珠影響纖維的力學性能測試結果。

發明內容

為了解決現有的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法無法保證待測碳纖維含膠量，影響纖維力學性能的技術問題，本發明提供一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法。

本發明的技術解決方案：

一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】將待測碳纖維置于放絲輥上；

2】將通過放絲輥的碳纖維經過浸膠槽浸膠；

3】將浸過膠的碳纖維通過壓輥；

4】經過壓輥后的、浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架，所述樣品成型架可勻速轉動，用于固定碳纖維；

5】將固定于樣品成型架上的碳纖維烘干。

上述放絲輥為立式結構放絲輥；

上述浸膠時間為3～10min；

上述浸膠槽帶有一個可拆卸蓋子；

上述壓輥包括一個主動輥和一個被動輥，所述待測樣品從主動輥和被動輥之間通過。

上述碳纖維烘干的具體步驟如下：

將固定于樣品成型架上的碳纖維冷卻5～10min；再將樣品成型架整體放入鼓風干燥箱中，110～130℃溫度下烘干30～50min。

上述碳纖維冷卻時間為8min。

上述浸膠槽的長度為20～50cm。

上浸膠槽的長度為30cm。

本發明所具有的優點：

1、本發明與傳統的制樣方法相比較，增加了壓輥將浸過膠液的待測樣品上面過量的膠液擠壓去除的步驟，使測試樣品的浸膠更加充分、含膠量更加均勻，試樣上不會留下影響測試結果的膠珠。

2、通過使用本發明方法制備的用于碳纖維力學性能測試的碳纖維，具有浸膠均勻、表面光滑、平直、無缺陷、無掛膠珠現象等優點。同一批待測碳纖維，用此方法制樣比用傳統方法制樣測得的結果離散性更小一些，非正常斷裂次數更少一些，能較好的排除制樣對測試結果的影響。

3、本發明浸膠槽為帶活動可方便拆卸蓋子的結構，可大大降低浸膠液中丙酮揮發，從而使浸膠液濃度更均勻，且不用經常更換膠液。

附圖說明

圖1本發明方法的工藝流程圖。

其中：1-放絲輥，2-浸膠槽，3-壓輥，4-樣品成型架，5-鼓風干燥箱。

具體實施方式

在圖1中，本發明的工藝流程的設備排布為：放絲輥1-浸膠槽??2-壓輥??3-樣品成型架4-鼓風干燥箱5。

具體過程如下：

1)將待測碳纖維以均勻的速度放到立式放絲輥1上，與以往橫放結構相比，放絲輥1為立式結構，可減小絲的擺動；可以減小絲的擺動，紡絲張力更均勻；

2)將通過放絲輥1的碳纖維穿過浸膠槽2，浸膠時間為3～10min；浸膠槽2為帶活動可方便拆卸蓋子的結構，浸膠槽2的長度為20～40cm，最好為30cm；浸膠槽可使碳纖維在經過浸液槽時浸泡完全，浸膠量基本相同，為防止由于揮發性物質揮發導致膠液濃度變化過大，該浸膠槽需安裝一個可靈活拆卸的蓋子；

3)將浸過膠的碳纖維通過壓輥3，壓輥包含一個主動輥和一個被動輥，壓輥3可以將浸過膠液的待測碳纖維上面過量的膠液擠壓去除，防止膠珠的形成，同時提高了浸膠的均勻性；

4)經過壓輥3后的浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架4，樣品成型架4可勻速轉動，樣品成型架4可將浸過膠液的待測碳纖維固定以便固化；

5)將固定了碳纖維的樣品成型架4放置冷卻5～10min，最好是8min，而后將樣品成型架4整體放入鼓風干燥箱5中在110～130℃溫度條件下烘干30～50min。鼓風干燥箱5可將浸過膠液的待測碳纖維干燥固化，以便進行下一步的測試。