[發明專利]碳纖維耐磨性能檢測方法

無效

• 申請號: 201310603231.7
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103604714A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 魏慧卿;張黎明;趙建國;孫同慶;馬祥林;王永國
• 申請（專利權）人: 河南永煤碳纖維有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術領域

本發明屬于高性能材料檢測評價領域，具體涉及一種測試碳纖維耐磨性能的方法。

背景技術

碳纖維作為一種高性能材料，具有強度高、模量高、良好的減振耐磨性等。隨著碳纖維在各個領域的廣泛應用，具有極好的斷裂韌性、層間結構強度和抗損傷能力等性能的碳纖維三維增強骨架的復合材料也越來越受到重視。

耐磨性是指材料抵抗機械磨損的性能。從產品性能和經濟角度來看，使碳纖維材料具有抵抗磨損因素作用的能力至關重要，然而對碳纖維材料耐磨性能的指標及試驗方法還沒有統一的國際或國家標準。目前，國內市場上碳纖維測試儀器主要測試指標是拉伸強度、模量、伸長率、灰分、元素分析、截面形態等，這些通用的檢測滿足不了碳纖維應用需求。碳纖維增強骨架的復合材料在一些航天、航空等領域應用時，客戶對碳纖維的抗穿刺、耐磨等性能有特殊要求，而碳纖維的耐磨性能直接影響著復合材料整體性能。

由以上所述，如何提供一種碳纖維耐磨性能的檢測方法，以實現對碳纖維耐磨性進行快速、準確檢測的目的，成為技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是為了滿足碳纖維應用需求，提供一種快速、簡易、合理的測試碳纖維耐磨性能的方法。

實現本發明目的所采取的技術方案是：將碳纖維試樣兩端固定，并使試樣保持張力和包角，試樣中部與耐磨材料接觸；檢測時，處于往復運動狀態的試樣與耐磨材料產生摩擦，直至試樣斷裂，記錄摩擦經歷的時間即為碳纖維耐磨時間；同時，使用進口相同規格的產品做對比實驗，進而判斷試樣的耐磨性能指標;

具體操作步驟是：

1、將碳纖維繞過玻璃棒或不銹鋼棒，再將其兩端分別固定在往復式振蕩設備上；

2、根據碳纖維試樣的規格，使碳纖維保持5?N～30?N的張力，設定100?rpm～160?rpm的摩擦速度，啟動往復式振蕩設備，用計時器計算測試試樣的耐磨時間；

3、從往復式振蕩設備工作開始計時，碳纖維試樣斷裂時，計時停止，計時器顯示時間即為試樣的耐磨時間。

本發明的積極效果是：本發明方法通過設定張力、摩擦速度等參數，可以對不同規格的試樣進行檢測，能夠實現3K、6K、12K等不同規格碳纖維的耐磨性測試；該檢測方法精度高、簡便易行，可以有效避免由于試樣規格、安裝位置和環境等因素造成的測量誤差；為現場快速檢測不同規格碳纖維的耐磨性能提供保證。

附圖說明

圖1是本發明提供的碳纖維耐磨性能檢測原理示意圖。

具體實施方式

如圖1所示是本發明提供的碳纖維耐磨性能檢測原理示意圖，具體操作步驟是：

1、將碳纖維2繞過玻璃棒1或不銹鋼棒，再將其兩端分別經壓力傳感器3固定在安裝在往復式振蕩設備5上的支架4上；

2、根據碳纖維試樣的規格，使碳纖維保持5?N～30?N的張力，設定100?rpm～160?rpm的摩擦速度，啟動往復式振蕩設備5，用計時器計算測試試樣的耐磨時間；

3、從往復式振蕩設備5工作開始計時，碳纖維試樣斷裂時，計時停止，計時器顯示時間即為試樣的耐磨時間。

實施例1

步驟1：將3K碳纖維2試樣繞過玻璃棒1，將其兩端分別經壓力傳感器3固定在往復式振蕩設備5上；

步驟2：對試樣施加10?N的力和120?rpm的摩擦速度，啟動往復式振蕩設備5，往復式振蕩設備5帶著試樣沿滑軌等幅往復運行；同時計時器開始計時，當試樣發生斷裂時，此時振蕩系統停止運行，得到3K碳纖維的耐磨時間為15分28秒65。

步驟3：按照步驟1和步驟2檢測日本東麗的3K碳纖維耐磨時間。

表1??3K碳纖維耐磨性能比較