[發(fā)明專利]一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法

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• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN108535099A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐志偉;趙忠博;石睫;滕堃月;李楠;劉梁森;單明景;張興祥
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N19/00
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1.一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法，該方法的原理基于臨界斷裂長度法，把單纖維復(fù)合材料的顯微拉伸實(shí)驗與能譜測試聯(lián)用，用于表征高性能纖維與非透光性樹脂基體界面剪切強(qiáng)度。打破了傳統(tǒng)的單纖維復(fù)合材料斷裂實(shí)驗對樹脂基體透光性的限制。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于所述操作方法的具體步驟如下：

1)對單纖維復(fù)合材料進(jìn)行顯微拉伸，直到單纖維復(fù)合材料破壞；

2)使用金相砂紙對單纖維復(fù)合材料的表面進(jìn)行逐級均勻減薄處理，直至打磨到纖維表面露出，然后再進(jìn)行拋光處理；

3)將拋光后的單纖維復(fù)合材料進(jìn)行能譜測試，分析單纖維復(fù)合材料纖維露出表面微區(qū)的元素分布，獲取纖維的斷裂情況，進(jìn)而計算測試長度內(nèi)纖維的臨界斷裂長度；

4)根據(jù)上述獲得的結(jié)果，通過計算得到纖維與非透光樹脂基體間的界面剪切強(qiáng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟1)中的單纖維復(fù)合材料通常是將高性能脆性纖維(如碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、麻纖維等)固化在韌性的非透光樹脂基體(如經(jīng)碳納米管、石墨烯、SiO₂、Al₂O₃和蒙脫土等無機(jī)填料改性的非飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、固化型聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂等)中。

4.權(quán)利要求書2所述的一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟1)中拉伸速度不大于1μm/s，采用的是步進(jìn)拉伸的模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種表征高性能纖維與非透光樹脂基體間界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟3)中的能譜儀是附屬在掃描電鏡上的能譜儀，需要借助掃描電鏡進(jìn)行選區(qū)觀察掃描，再進(jìn)行能譜分析。標(biāo)定元素一般為纖維與樹脂基體中差別顯著的元素。