在當(dāng)代科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，材料科學(xué)作為科技領(lǐng)域的基石，不斷涌現(xiàn)出新的材料，以滿足人類對(duì)高性能、輕質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展的不斷追求。在眾多材料中，復(fù)合材料因其卓越的性能和多樣的應(yīng)用領(lǐng)域而備受關(guān)注。其中，連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束作為先進(jìn)復(fù)合材料的關(guān)鍵組成部分，正引領(lǐng)著材料科技的前沿。
ASTM D4018，作為連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)方法，提供了一套完整的測(cè)試流程，涵蓋了從樣品制備到拉伸測(cè)試的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)，我們可以獲得纖維絲束的拉伸性能參數(shù)，如強(qiáng)度、彈性模量等關(guān)鍵指標(biāo)，從而為材料設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供重要參考依據(jù)。
本文將深入探討連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束性能測(cè)試方法的原理和操作流程，以及其在連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束性能評(píng)估中的應(yīng)用。我們將介紹纖維絲束的制備過(guò)程，并詳細(xì)解析拉伸性能測(cè)試的結(jié)果與數(shù)據(jù)分析。通過(guò)全面的數(shù)據(jù)展示和案例研究，我們將揭示連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束在航空航天、汽車、工業(yè)等領(lǐng)域的卓越性能和廣泛應(yīng)用。
一、測(cè)試原理
1、參考標(biāo)準(zhǔn)ASTM D4018進(jìn)行試驗(yàn)。
2、連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束性能測(cè)試的原理基于拉伸測(cè)試的基本概念，即在加載下施加拉伸力以測(cè)定材料在拉伸過(guò)程中的性能表現(xiàn)。
二、測(cè)試儀器
1、材料拉力試驗(yàn)機(jī)
2、氣動(dòng)夾具
3、接觸式引伸計(jì)或視頻引伸計(jì)
4、試驗(yàn)條件
試驗(yàn)溫度：室溫
夾具：氣動(dòng)側(cè)向夾具
樣品名稱：連續(xù)碳纖維長(zhǎng)絲
試驗(yàn)類型：向上拉伸
三、測(cè)試流程
1、樣品的制備
在測(cè)試開(kāi)始前，需要制備連續(xù)長(zhǎng)絲碳纖維和石墨纖維絲束的樹(shù)脂浸漬和固結(jié)測(cè)試樣本。
a首先，從原始纖維中選取一定數(shù)量的絲束，并將其預(yù)處理以獲得適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度和形態(tài)。
b然后，在固定長(zhǎng)度范圍內(nèi)，將這些纖維絲束浸漬于樹(shù)脂中，并確保樹(shù)脂充分浸潤(rùn)纖維。
c接著，樣本將被固化，以保持纖維在樹(shù)脂中的位置和形態(tài)。
2、操作步驟
步驟一：測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備
a. 確保材料拉力試驗(yàn)機(jī)處于正常工作狀態(tài)，校準(zhǔn)和校驗(yàn)相關(guān)參數(shù)。
b. 安裝氣動(dòng)側(cè)向夾具，將樣品固定在夾具中，并確保樣品位置穩(wěn)固。
步驟二：試驗(yàn)條件設(shè)定
a. 設(shè)置試驗(yàn)溫度為室溫，以符合標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件。
b. 設(shè)定拉伸速率，確保測(cè)試過(guò)程的穩(wěn)定性和可控性。
步驟三：拉伸測(cè)試操作
a. 將制備好的樣品夾持在氣動(dòng)側(cè)向夾具上，并確保夾具的固定。
b. 啟動(dòng)材料拉力試驗(yàn)機(jī)，開(kāi)始進(jìn)行拉伸測(cè)試。
c. 通過(guò)設(shè)定的拉伸速率，施加拉伸力并記錄加載施加的力和樣品的位移。
d. 同時(shí)，通過(guò)接觸式引伸計(jì)或視頻引伸計(jì)記錄和監(jiān)測(cè)樣品的形變情況。
步驟四：數(shù)據(jù)記錄與分析
a. 在拉伸過(guò)程中，材料拉力試驗(yàn)機(jī)會(huì)繪制出應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
b. 分析曲線上的關(guān)鍵參數(shù)，如屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和彈性模量等。
c. 保存測(cè)試數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。
步驟五：結(jié)果與結(jié)論
a. 根據(jù)測(cè)試結(jié)果，評(píng)估連續(xù)碳纖維長(zhǎng)絲在向上拉伸過(guò)程中的性能表現(xiàn)。
b. 根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，判斷其適用性和性能優(yōu)劣。
