[發(fā)明專利]碳纖維耐磨性能檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310603231.7
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103604714A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高性能材料檢測評價領(lǐng)域，具體涉及一種測試碳纖維耐磨性能的方法。

背景技術(shù)

碳纖維作為一種高性能材料，具有強(qiáng)度高、模量高、良好的減振耐磨性等。隨著碳纖維在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，具有極好的斷裂韌性、層間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗損傷能力等性能的碳纖維三維增強(qiáng)骨架的復(fù)合材料也越來越受到重視。

耐磨性是指材料抵抗機(jī)械磨損的性能。從產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)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(guān)重要，然而對碳纖維材料耐磨性能的指標(biāo)及試驗方法還沒有統(tǒng)一的國際或國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，國內(nèi)市場上碳纖維測試儀器主要測試指標(biāo)是拉伸強(qiáng)度、模量、伸長率、灰分、元素分析、截面形態(tài)等，這些通用的檢測滿足不了碳纖維應(yīng)用需求。碳纖維增強(qiáng)骨架的復(fù)合材料在一些航天、航空等領(lǐng)域應(yīng)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(fù)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(xiàn)對碳纖維耐磨性進(jìn)行快速、準(zhǔn)確檢測的目的，成為技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了滿足碳纖維應(yīng)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(xiàn)本發(fā)明目的所采取的技術(shù)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(fù)運(yùn)動狀態(tài)的試樣與耐磨材料產(chǎn)生摩擦，直至試樣斷裂，記錄摩擦經(jīng)歷的時間即為碳纖維耐磨時間；同時，使用進(jìn)口相同規(guī)格的產(chǎn)品做對比實驗，進(jìn)而判斷試樣的耐磨性能指標(biāo);

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(fù)式振蕩設(shè)備上；

2、根據(jù)碳纖維試樣的規(guī)格，使碳纖維保持5?N～30?N的張力，設(shè)定100?rpm～160?rpm的摩擦速度，啟動往復(fù)式振蕩設(shè)備，用計時器計算測試試樣的耐磨時間；

3、從往復(fù)式振蕩設(shè)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(fā)明的積極效果是：本發(fā)明方法通過設(shè)定張力、摩擦速度等參數(shù)，可以對不同規(guī)格的試樣進(jìn)行檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)3K、6K、12K等不同規(guī)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(guī)格、安裝位置和環(huán)境等因素造成的測量誤差；為現(xiàn)場快速檢測不同規(guī)格碳纖維的耐磨性能提供保證。

附圖說明

圖1是本發(fā)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(fā)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(jīng)壓力傳感器3固定在安裝在往復(fù)式振蕩設(shè)備5上的支架4上；

2、根據(jù)碳纖維試樣的規(guī)格，使碳纖維保持5?N～30?N的張力，設(shè)定100?rpm～160?rpm的摩擦速度，啟動往復(fù)式振蕩設(shè)備5，用計時器計算測試試樣的耐磨時間；

3、從往復(fù)式振蕩設(shè)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(jīng)壓力傳感器3固定在往復(fù)式振蕩設(shè)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(fù)式振蕩設(shè)備5，往復(fù)式振蕩設(shè)備5帶著試樣沿滑軌等幅往復(fù)運(yùn)行；同時計時器開始計時，當(dāng)試樣發(fā)生斷裂時，此時振蕩系統(tǒng)停止運(yùn)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