[發(fā)明專利]一種用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610916455.7
• 申請(qǐng)日: 2016-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN106645277B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紹凱;顧軼卓;王倩;李敏;張佐光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務(wù)所
• 代理人: 王加貴<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明提供了一種用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件，包括夾持器和包含于夾持器內(nèi)部的待測(cè)纖維；所述夾持器呈空心直圓柱狀。本申請(qǐng)?zhí)峁┑脑嚰軌驅(qū)㈤L(zhǎng)絲狀的纖維進(jìn)行緊密的固定，并且使得被固定的纖維具有良好的準(zhǔn)直度，能夠很好的用于纖維軸向?qū)嵝阅艿臏y(cè)試當(dāng)中。根據(jù)實(shí)施例的記載可知，本申請(qǐng)得到的試件成功的被用于激光閃射法的檢測(cè)中，檢測(cè)得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)分別為156W/m·K、0.7W/m·K和52W/m·K。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維導(dǎo)熱性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件及其制備方法。

背景技術(shù)

纖維作為一種具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料增強(qiáng)體，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。電子器件的高功率化、高集成化發(fā)展對(duì)復(fù)合材料的散熱性能也提出了更高的要求，準(zhǔn)確表征纖維增強(qiáng)體的導(dǎo)熱系數(shù)成為設(shè)計(jì)高導(dǎo)熱復(fù)合材料的基礎(chǔ)。

目前，測(cè)定熱導(dǎo)率的方法與儀器多種多樣，這些方法主要分為兩類：穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法(動(dòng)態(tài)法)。根據(jù)傅里葉方程所描述的穩(wěn)態(tài)條件，穩(wěn)態(tài)法主要有熱流計(jì)法、保護(hù)熱板法和保護(hù)熱流法等。對(duì)于穩(wěn)態(tài)測(cè)量法來說，它可以直接而準(zhǔn)確的測(cè)定材料的熱導(dǎo)率，原理簡(jiǎn)單易懂且其測(cè)量溫度范圍大，但相對(duì)而言測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)試要求嚴(yán)苛，通常將其應(yīng)用于熱導(dǎo)率低的材料測(cè)試。非穩(wěn)態(tài)法主要包括熱線法、熱帶法和激光閃射法等，它更多地應(yīng)用于高熱導(dǎo)率材料的測(cè)量，具有測(cè)試溫度范圍寬、測(cè)試準(zhǔn)確性高和樣品制備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

1961年，Parker WJ等人首次提出了激光閃射法的概念，即通過激光脈沖技術(shù)對(duì)材料的熱性能進(jìn)行測(cè)試，并且研制出了可以用于測(cè)試的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。目前，該方法已經(jīng)成為世界上最成熟的測(cè)試材料導(dǎo)熱性能的方法之一，得到了國(guó)際熱物理學(xué)界的普遍認(rèn)可。激光閃射法測(cè)試材料導(dǎo)熱性能具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)：首先，測(cè)試所要求試樣尺寸較小，節(jié)省材料且容易制備；其次，其能夠測(cè)試的導(dǎo)熱系數(shù)范圍為0.1～2000，覆蓋了包括液體、薄膜、復(fù)合材料以及熔融金屬在內(nèi)的各種材料；另外，該方法測(cè)試速度較快，對(duì)于單閃射點(diǎn)的導(dǎo)熱測(cè)試只需3～5min即可；最重要的是，作為非接觸式與非破壞式的測(cè)量方法，其測(cè)量精度也較高。

然而，該方法試樣一般為各向同性塊狀材料，對(duì)于單絲直徑幾個(gè)微米，并且具有各向異性特點(diǎn)的纖維材料而言，測(cè)試難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件及其制備方法，本發(fā)明提供的試件能夠直接用于纖維導(dǎo)熱性能的測(cè)試。

本發(fā)明提供了一種用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件，包括夾持器和包含于夾持器內(nèi)部的待測(cè)纖維；

所述夾持器呈空心直圓柱狀。

優(yōu)選的，所述夾持器的材質(zhì)為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯并咪唑或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

優(yōu)選的，所述夾持器的壁厚為0.5～2mm，長(zhǎng)度為1～6mm，內(nèi)徑為10～15mm。

優(yōu)選的，所述夾持器的圓柱壁上設(shè)置有平行于空心直圓柱軸線的開口。

優(yōu)選的，所述待測(cè)纖維為原料纖維置于預(yù)處理溶液中進(jìn)行浸泡得到的預(yù)處理纖維。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理溶液為無(wú)水乙醇或丙酮；

所述浸泡的時(shí)間為15～20分鐘。

優(yōu)選的，所述待測(cè)纖維平行于空心直圓柱的軸線分布，待測(cè)纖維的兩端分別與夾持器的兩個(gè)端面位于同一平面。

優(yōu)選的，所述待測(cè)纖維在夾持器內(nèi)部的體積填充率為50～70％。

本發(fā)明還提供了一種上述用于纖維軸向?qū)嵝阅軠y(cè)試的試件的制備方法，包括如下步驟：

提供三件夾持器，并且使三件夾持器的軸線為同一直線；

將待測(cè)纖維排布且貫穿于三件夾持器的內(nèi)部；