[發(fā)明專利]一種高強高模炭纖維長絲的力學性能測試方法

有效

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• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111678788B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 李軒科;高榮柯;單長春;李保六;朱輝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N1/28
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

一種高強高模炭纖維長絲的力學性能測試方法，包括以下步驟：按熱固性環(huán)氧樹脂：三乙烯四胺：丙酮＝(8～15)：1：14的質(zhì)量比配制膠液，取一束350mm長的復絲，將復絲浸入膠液中，取出后懸掛配重砝碼將復絲拉直；將懸掛著復絲的隔板插入鼓風干燥箱上方，分別在60℃和120℃各保溫兩個小時；將AB膠均勻涂抹在兩張標有中心線的加強片上，然后將固化后的炭纖維復絲固定在中心水平線上，再將加強片置于復絲上，制得待測的炭纖維復絲試樣；最后在萬能材料試驗機上測試。本發(fā)明采用超高模量的K13D2U中間相瀝青基炭纖維進行復絲試樣的制備和測試，成功率高，測試結(jié)果準確，纖維損耗率低，解決了高模量炭纖維脆性高，易斷的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強高模炭纖維長絲的力學性能測試方法。

背景技術(shù)

炭纖維具有優(yōu)異的力學性能和導熱性能，是先進復合材料最重要的增強體，已在國防軍工和民用工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛應用。隨著社會的發(fā)展，我國在航空航天領(lǐng)域的投入越來越大，而航空航天技術(shù)的進步必然離不開新材料的研發(fā)使用，高性能的炭纖維完美滿足了航空產(chǎn)品對航天材料力學性能及導熱性能的要求，成為航天產(chǎn)品不可缺少的一部分。由于我國關(guān)于炭纖維的研究起步較晚，高性能炭纖維的表征測試標準范圍較廣，不同性能的炭纖維并不完全適用，導致測試結(jié)果差異較大，同時導致纖維損耗量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的高模量炭纖維的測試方法存在纖維損耗量大的缺點，提供一種操作簡單，測試結(jié)果準確的高強高模炭纖維長絲的力學性能測試方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種高強高模炭纖維長絲的力學性能測試方法，測試方法按下述步驟進行：

(1)膠液的配制按熱固性環(huán)氧樹脂：三乙烯四胺：丙酮＝(8～15)：1：14(質(zhì)量比)的比例配好。其中三乙烯四胺為固化劑，丙酮為溶劑，配制好的膠液中熱固性環(huán)氧樹脂樹脂的比例占35％～50％。

(2)取一束約350mm長的復絲，用長尾夾將其兩端固定，手持長尾夾將復絲浸入膠液中，浸泡1～2分鐘，待復絲完全浸透后取出，抖去多余的膠液，將浸有膠液的復絲垂直懸掛在隔板上，并在復絲下端的長尾夾下方配重，懸掛一個15～25g的砝碼，以將復絲拉直。

(3)將懸掛著復絲的隔板插入鼓風干燥箱上方，調(diào)節(jié)溫度至60℃保溫兩個小時，然后再升至120℃保溫兩個小時。待膠液固化后取出。

(4)準備4張5*2cm并標有中心線的加強片(例如：牛皮紙，硬紙板等)，將AB膠均勻涂抹在兩張5*2cm并標有中心線的加強片上，然后將固化后的炭纖維復絲固定在中心水平線上，再將未涂有AB膠的5*2cm的加強片置于復絲上，纖維兩端加強片的內(nèi)側(cè)距離為15cm。待AB膠自然固化制得待測的炭纖維復絲試樣。

(5)將炭纖維復絲試樣豎直固定在萬能材料試驗機上，夾上引伸計，萬能材料試驗機的夾具選擇0～7mm夾具，拉伸速度為10mm/min。即可測得高強高模炭纖維長絲的力學性能。

所述步驟(2)中制備復絲試樣的纖維有日本三菱化學公司的K13D2U、日本東麗公司的M50J和美國BP AMOCO公司的P100。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點：