[實(shí)用新型]一種同步輻射原位纖維熱拉伸儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220539916.0
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202886199U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔靜華;田宇;馬敬紅;徐堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬纖維材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同步輻射原位纖維熱拉伸儀。

背景技術(shù)

纖維材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防安全建設(shè)重要的戰(zhàn)略物資。纖維材料在民用領(lǐng)域如紡織服裝上早就處在不可替代的位置，同時(shí)還在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域如交通運(yùn)輸、土木建筑、能源工程等起到重要作用，此外，纖維材料尤其是高性能纖維在航天航空、武器裝備等國(guó)防高技術(shù)領(lǐng)域也起著越來(lái)越重要的作用。高性能纖維及復(fù)合材料作為新材料和戰(zhàn)略材料成為國(guó)家“十二五”期間戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)之一，得到了黨中央和國(guó)務(wù)院主要領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。

以超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）為例，其力學(xué)性能在目前的工業(yè)纖維中十分優(yōu)異，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及理論計(jì)算值，其原因主要來(lái)自于纖維內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)與理論模型的差異。UHMWPE纖維內(nèi)部存在伸直鏈晶區(qū)、折疊鏈晶區(qū)、非晶區(qū)以及微孔缺陷等多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，纖維的拉伸會(huì)使得這些微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，而這些微觀結(jié)構(gòu)的變化會(huì)直接影響到纖維的性能。

由于纖維內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)多樣，變化規(guī)律復(fù)雜，對(duì)其結(jié)構(gòu)隨纖維拉伸演變規(guī)律的原位測(cè)試一直是研究熱點(diǎn)。目前普遍采用的測(cè)試方法是“離線”測(cè)試，即將纖維進(jìn)行拉伸后再進(jìn)行測(cè)試，缺乏對(duì)于纖維拉伸過(guò)程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。為了對(duì)纖維拉伸過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，快速準(zhǔn)確地對(duì)纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和表征，我們開(kāi)發(fā)了一種同步輻射原位纖維熱拉伸儀。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種同步輻射原位纖維熱拉伸儀，用于檢測(cè)纖維在不同的環(huán)境溫度下拉伸過(guò)程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的演變，為深入研究纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系提供了技術(shù)基礎(chǔ)，克服了現(xiàn)有的離線測(cè)試所存在的不足。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種同步輻射原位纖維熱拉伸儀，包括機(jī)座、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、平移電機(jī)、保溫箱、纖維夾具，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在機(jī)座上表面，所述平移電機(jī)安裝在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置左右兩端，所述保溫箱固定在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置上方；所述保溫箱設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口、箱門(mén)，所述保溫箱正面、背面對(duì)應(yīng)位置上分別設(shè)有檢測(cè)視窗；所述保溫箱內(nèi)安裝纖維夾具，并設(shè)有溫度傳感器，所述纖維夾具左右兩端分別穿過(guò)保溫箱的左右兩側(cè)壁后通過(guò)兩側(cè)的拉伸臂連接運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，所述兩側(cè)的拉伸臂上安裝壓力傳感器。

所述機(jī)座包括支撐平臺(tái)、精密升降臺(tái)，所述精密升降臺(tái)固定在支撐平臺(tái)上方，其上表面可在垂直方向上調(diào)整高度。

所述熱風(fēng)進(jìn)口位于保溫箱頂部。

所述箱門(mén)位于保溫箱正面。

所述檢測(cè)視窗位于箱門(mén)上以及保溫箱背面對(duì)應(yīng)位置上。

所述纖維夾具左右兩端分別穿過(guò)保溫箱的左右兩側(cè)壁后連接運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和壓力傳感器。

有益效果

本實(shí)用新型用于檢測(cè)纖維在不同的環(huán)境溫度下拉伸過(guò)程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的演變，為深入研究纖維結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系提供了技術(shù)基礎(chǔ)，克服了現(xiàn)有的離線測(cè)試所存在的不足。裝置結(jié)構(gòu)合理、操作方便、靈活性高。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

1．纖維夾具??2．熱風(fēng)進(jìn)口??3．檢測(cè)視窗??4．保溫箱??5．運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置??6．支撐平臺(tái)7．精密升降臺(tái)??8．平移電機(jī)??9．壓力傳感器

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型包括機(jī)座、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5、平移電機(jī)8、保溫箱4、纖維夾具1，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5安裝在機(jī)座上表面，所述平移電機(jī)8安裝在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5左右兩端，所述保溫箱4固定在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5上方；所述保溫箱4設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口2、箱門(mén)，所述保溫箱4正面、背面對(duì)應(yīng)位置上分別設(shè)有檢測(cè)視窗3；所述保溫箱4內(nèi)安裝纖維夾具1，并設(shè)有溫度傳感器，所述纖維夾具1左右兩端分別穿過(guò)保溫箱4的左右兩側(cè)壁后通過(guò)兩側(cè)的拉伸臂連接運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5，所述兩側(cè)的拉伸臂上安裝壓力傳感器9。

所述機(jī)座包括支撐平臺(tái)6、精密升降臺(tái)7，所述精密升降臺(tái)7固定在支撐平臺(tái)6上方，其上表面可在垂直方向上調(diào)整高度。

所述熱風(fēng)進(jìn)口2位于保溫箱4頂部。

所述箱門(mén)位于保溫箱4正面。

所述檢測(cè)視窗3位于箱門(mén)上以及保溫箱4背面對(duì)應(yīng)位置上。

所述纖維夾具1左右兩端分別穿過(guò)保溫箱4的左右兩側(cè)壁后連接運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5和壓力傳感器9。

本實(shí)用新型工作時(shí)，用處于保溫箱4內(nèi)部的纖維夾具1夾持纖維絲束；外部熱風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)由熱風(fēng)進(jìn)口2通入保溫箱4內(nèi)；保溫箱4內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器控制保溫箱4內(nèi)部溫度恒定。在保溫箱4內(nèi)部達(dá)到所需溫度后，運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置5在兩端平移電機(jī)8的帶動(dòng)下，通過(guò)兩側(cè)的拉伸臂驅(qū)動(dòng)纖維夾具1對(duì)纖維絲束進(jìn)行拉伸，同時(shí)拉伸臂上安裝壓力傳感器9，使得拉伸過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)于拉伸應(yīng)力信息的記錄。同步輻射X射線通過(guò)位于保溫箱正面、背面的檢測(cè)視窗3照射在纖維絲束上，對(duì)纖維絲束進(jìn)行檢測(cè)。為了滿(mǎn)足同步輻射線站的實(shí)際場(chǎng)地要求，機(jī)座最好帶有精密升降臺(tái)7用于控制整個(gè)設(shè)備進(jìn)行垂直升降。通過(guò)本實(shí)用新型與同步輻射裝置的聯(lián)用，能夠獲得不同加熱溫度下以及拉伸時(shí)纖維絲束內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的演變信息，為進(jìn)一步研究纖維絲束結(jié)構(gòu)與性能的理論關(guān)系提供技術(shù)支撐。