[發(fā)明專利]一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011105559.2
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112462039B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設計）人: 朱世鵬;楊云華;馮志海;高建麗;潘月秀;李龍
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類號: G01N33/36
• 分類號: G01N33/36;G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明提供了一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法，包括：步驟1，取一束碳纖維，量取碳纖維的初始幅寬；步驟2，將所述碳纖維纏繞等距離固定的光滑圓柱，依次打不少于10個相同直徑的活結圈；步驟3，將圓柱自活結圈中抽出，固定碳纖維一端，緩慢拉動碳纖維另一端使活結圈依次解開；步驟4，記錄活結圈解開數(shù)量，并量取開結后的碳纖維幅寬；步驟5，計算碳纖維彎曲應用工藝性能參數(shù)，該彎曲應用工藝性能參數(shù)＝開結幅寬/初始幅寬×(初始活結圈數(shù)量－活結圈解開數(shù)量+1)。本發(fā)明彎曲應用工藝性能評價方法操作簡便，可定量表征碳纖維應用工藝性能，在國產(chǎn)高性能碳纖維工程化研制及編織加工研發(fā)方面具有較大應用價值。

技術領域

本發(fā)明屬于材料性能測試表征領域，具體涉及一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法。

背景技術

碳纖維因其優(yōu)異的比強度、比模量、耐高溫、耐腐蝕等性能而備受關注，碳纖維的應用需要與樹脂、陶瓷、金屬等基體，在特定的成型工藝下進行復合，制備為先進復合材料。以碳纖維為增強體的先進復合材料已經(jīng)在航空航天、交通、風電、體育休閑等領域獲得了廣泛的應用。以碳纖維增強樹脂基復合材料為例，碳纖維在應用時需先加工為中間體。根據(jù)成型工藝的需要，中間體通常分為預浸料和干態(tài)織物兩大類，分別適用于熱壓罐成型工藝和液體成型工藝。

碳纖維生產(chǎn)和應用加工過程中經(jīng)常受到磨損、拉伸、彎折、鉤接等作用，會引起纖維單絲斷裂而產(chǎn)生毛絲，尤其彎折作用對碳纖維起毛會產(chǎn)生顯著影響，毛絲過多會降低最終復合材料制品的性能，進而影響碳纖維的性能轉化率。而目前國內外尚缺乏針對碳纖維應用工藝性能的有效定量評價表征方法。因此，定量評價碳纖維的彎折應用工藝性能成為控制及改善碳纖維質量的重要研究方向之一。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明人進行了銳意研究，提供了一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法，采用打活結圈模擬碳纖維加工應用過程中的彎曲鉤接過程，通過解開活結圈數(shù)量和纖維幅寬變化評價碳纖維彎曲應用工藝性能，彎曲應用工藝性能參數(shù)越大，說明碳纖維彎曲應用工藝性能越差。本發(fā)明彎曲應用工藝性能評價方法操作簡便，可定量表征碳纖維應用工藝性能，在國產(chǎn)高性能碳纖維工程化研制及編織加工研發(fā)方面具有較大的應用價值。

本發(fā)明提供的技術方案如下：

第一方面，一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法，包括：

步驟1，取一束碳纖維，量取碳纖維的初始幅寬；

步驟2，將所述碳纖維纏繞等距離固定的光滑圓柱，依次打不少于10個相同直徑的活結圈；

步驟3，將圓柱自活結圈中抽出，固定碳纖維的一端，緩慢拉動碳纖維的另一端使活結圈依次解開；

步驟4，記錄活結圈解開數(shù)量，并量取開結后的碳纖維幅寬；

步驟5，計算碳纖維彎曲應用工藝性能參數(shù)，該彎曲應用工藝性能參數(shù)＝開結幅寬/初始幅寬×(初始活結圈數(shù)量－活結圈解開數(shù)量+1)。

第二方面，第一方面所述的碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法在碳纖維研制生產(chǎn)和編織加工中的應用。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種碳纖維彎折應用工藝性能的評價方法，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明評價方法，通過采用對碳纖維進行打活結和解結，結合解結前后碳纖維幅寬集束性變化，比較全面模擬了碳纖維在真實應用過程中的彎折加工過程；

(2)本發(fā)明評價方法，采用碳纖維彎折應用工藝參數(shù)評價表征碳纖維研制生產(chǎn)和加工工藝性能，計算簡便，實現(xiàn)了碳纖維彎折應用工藝性快速定量表征；

(3)本發(fā)明評價方法，采用碳纖維彎曲應用工藝性能制樣裝置制樣過程操作簡便，測試穩(wěn)定性較好，可應用于國產(chǎn)高性能碳纖維工程化研制及高效應用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明碳纖維彎折應用工藝性制樣裝置示意圖；