[實用新型]一種碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置

有效

• 申請號: 201220405443.5
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN202757814U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李德宏;支建海;錢鑫;陳禮群;徐敏軍;楊建行
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

技術領域

本實用新型涉及材料測試樣品的制備裝置領域，具體涉及一種碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置。

背景技術

碳纖維是指碳纖維含量在90％以上的無機材料纖維，它具有密度小、質量輕、高比強度、高比模量、熱膨脹系數小、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、耐疲勞等一系列的優異性能，因此廣泛用在航空航天、體育休閑、民用等領域。

碳纖維力學性能測試的內容主要包括：拉伸強度、拉伸彈性模量、斷裂伸長率、體密度、線密度等，其測試方法已經有國家標準GB/T?3362-2005碳纖維復絲拉伸性能測試方法，在該測試標準中需要對碳纖維復絲進行浸膠預處理。美國標準ASTM?D?4018碳纖維長絲和石墨纖維絲束性能的標準試驗方法，日本標準JIS?K7073-1988等國外標準中也均采用樹脂預浸膠的方法測試碳纖維復絲拉伸強度。國家標準GB/T?3362-2005對測試過程中樣品尺寸、使用浸膠樹脂、試樣中樹脂含量、固化時溫度及時間均有相應的規定及描述。該標準中介紹了手工法浸膠，即剪取500mm長的復絲，用手拿住兩端進入膠液中浸膠，標準中規定測試樣品為10個試樣，因此使用手工法浸膠操作步驟復雜，耗時較長；同時手工浸膠時難以保證絲束具有相同的張力，容易造成絲束彎曲，并最終影響測試結果準確性。

申請公布號為CN?102507283A的中國專利申請公開了一種12K復絲拉伸性能測試試樣的制樣與測試方法，包括：1)配膠：將質量比為100∶45∶150的TDE-85、粉末狀DDM和丙酮混合均勻，得到膠液；2)浸膠：采用纏繞機浸膠，纏繞機膠槽溫度為20℃～35℃，加熱時間為15～30min，將配好的膠液倒入20℃～35℃膠槽內并保溫10～30min使膠液達到20℃～35℃，對碳纖維復絲浸膠，得到浸膠后的碳纖維復絲，然后取下紗框，準備固化；3)固化：將浸膠結束的碳纖維復絲在室溫下放置5～25min后置于電熱鼓風干燥箱中，分別在60℃、90℃和150℃時分別保溫30～60min，完成了對浸膠后的碳纖維復絲的固化；4)固化結束后，將碳纖維復絲試樣進行定長并裝入試樣袋內；5)待測試的碳纖維復絲試樣用紗布和砂紙包裹進行測試。雖然該技術方案克服了手工制樣不穩定的缺陷以及制樣和測試周期相對較長的不足，但是其制樣過程中采用纏繞機浸膠，不能控制碳纖維復絲的張力，容易使得碳纖維復絲受力不均勻，從而導致碳纖維復絲發生斷裂。

實用新型內容

本實用新型提供了一種碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置，通過該裝置不僅能夠大大減少制樣時間，而且能夠有效調節絲束張力，使得測試樣品平直，保證測試樣品均勻性，并最終保證測試結果的準確性。

一種碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置，包括：主體支架、安裝在所述主體支架上的中心軸、至少兩個繞絲架以及用于支撐繞絲架的固定桿和伸縮桿，所述固定桿和伸縮桿均一端與所述繞絲架固定，另一端固定在所述中心軸上，其中，至少有一個繞絲架通過伸縮桿支撐，至少有一個繞絲架通過固定桿支撐。

所述固定桿和伸縮桿均一端與繞絲架固定，另一端固定在中心軸上，從而使得繞絲架設置在中心軸外側，在繞絲架上就可以纏繞碳纖維復絲。

作為優選，所述固定桿和伸縮桿均與所述中心軸垂直，方便固定。所述繞絲架包括兩根設有防滑缺口的繞絲桿，在碳纖維復絲的纏繞時，碳纖維復絲可以部分嵌入繞絲桿的防滑缺口中，從而有利于碳纖維復絲的固定。進一步優選，兩根設有防滑缺口的繞絲桿與所述中心軸三者相互平行，從而有利于纏繞碳纖維復絲，穩定性好。

所述的繞絲架可以為兩個、三個、四個或者更多，通過設置繞絲架的個數、固定桿的長度、伸縮桿的長度以及固定桿和伸縮桿的夾角可以控制纏繞一圈時碳纖維復絲的長度。

作為優選，所述固定桿和伸縮桿均為四根，設置在兩個不同的垂直于所述中心軸的軸向的平面上，每個垂直于所述中心軸的軸向的平面設置兩根固定桿和兩根伸縮桿；所述繞絲架為四個，每個繞絲架由位于兩個不同的垂直于所述中心軸的軸向的平面上的固定桿或者伸縮桿固定。即一個繞絲架由兩根固定桿或者兩根伸縮桿支撐，且這兩根固定桿或者兩根伸縮桿位于兩個不同的垂直于所述中心軸的軸向的平面上。因而可以通過固定桿或者伸縮桿將繞絲架穩定地固定在中心軸上，方便碳纖維復絲的纏繞。進一步優選，每個垂直于所述中心軸的軸向的平面上的固定桿與伸縮桿交替設置且相互垂直，從而有利于纏繞在繞絲架的碳纖維復絲受力均勻，有利于制樣，并且制備的測試樣品能夠準確進行碳纖維拉伸性能測試。