碳纖維單絲拉伸測試步驟詳解：ISO 11566:1996標準下萬能拉力試驗機的應用

碳纖維是一種具有卓越力學性能和輕質化特性的先進纖維材料，被廣泛應用于航空航天、汽車、體育器材等領域。為了準確評估碳纖維材料的性能，了解其單絲的拉伸性能至關重要。

本文科準測控小編將探討ISO 11566:1996標準的主要內容，既橫截面積的測量和拉伸性能的測試，其中包括試樣的準備方法、試驗裝置的要求以及試驗過程中的注意事項。從而為碳纖維單絲的力學性能測試提供可靠的方法和指導，幫助碳纖維材料提高質量和性能。

一、測試標準

本文參考lSO 11566:1996測試標準，該方法適用于碳纖維的單絲,取自復絲紗,股線、絲束短纖維短紗、機織物、編織物和針織物。

二、測試儀器

1、萬能拉力試驗機

2、橡膠涂層夾齒

3、膠帶,用于將單絲臨時固定在支架上(無特殊要求)

4、顯微鏡或激光衍射儀

5、試驗條件

速度控制方式:位移速度

試驗溫度:室溫

加載試驗速率:1mm/s

傳感器容量:1N

夾齒類型:1N橡膠涂層夾齒

夾齒距離:25mm

三、試驗內容

1、試樣的制備和安裝

a、準備帶有不同長度槽的試樣架,以生產不同標距的試樣,這些安裝件應全部采用相同材料,僅在總長度和槽長方面有所不同,使用5mm.10mm,20mm.30mm.40mm等槽長,每個槽長至少準備三個安裝件,并確保每個槽長的槽長相同,誤差在±0以內,5毫米。

b、至少準備20個試樣,以便對報告的每個結果進行20次測量。去除任何存在的尺寸可以更容易地制備好的樣品。要去除尺寸,請使用ISO 10548中規定的溶劑萃取.化學消化或熱解方法。

c、試樣安裝,由一張薄紙、柔性金屬或塑料制成,帶有長度為25毫米±0.5毫米的槽,如上圖所示。板材應盡可能薄,以盡量減少試樣在夾具處的錯位.建議厚度為0.1毫米5.3粘合劑:適合將單絲牢固地粘合到安裝件上的任何環氧樹脂松香或密封蠟。

2、橫截面積的測量

1)準備工作：

a. 確保實驗室環境符合測試要求，包括溫度和濕度的控制。

b. 檢查并校準測試設備，確保其正常工作。

c. 準備所需的樣品和測量工具，如顯微鏡或激光衍射儀。

樣品準備：

a. 選擇一根代表性的碳纖維單絲作為樣品。

b. 如果橫截面積在纖維束或絲束內變化較大，確保選取具有一致橫截面積的長絲作為測量樣品。

2)橫截面積測量：

a. 方法一：橫向切割試樣的顯微測定

使用顯微鏡觀察并測量切割橫截面的形狀和尺寸。

根據測得的橫截面形狀計算橫截面積。

b. 方法二：根據紗線密度和線密度計算

通過紗線的數量、紗線的密度和線密度計算橫截面積。

c. 方法三：直徑測定并計算

使用光學顯微鏡或激光衍射儀測量單絲的直徑。

根據測得的直徑計算橫截面積。

3)數據記錄和分析：

記錄測得的橫截面積值。

如果需要，在纖維束或絲束內橫截面積變化較大的情況下，使用相同的樣品進行拉伸性能測試。

4)注意事項：

在測量橫截面積時，要小心操作，以避免損壞碳纖維單絲。

根據實際情況選擇適合的測量方法，并確保準確性和可重復性。

3、拉伸性能的測試流程

1)準備工作：

a、確保實驗室環境符合要求。

b、檢查拉力試驗機并設置橫梁速度在1mm/min和5mm/min之間。

2)樣品準備：

a、將碳纖維-單絲試樣放置在支架的中心，并使用膠帶將一端固定到支架上。

b、輕輕拉伸樣品穿過支架，并使用膠帶將另一端固定到安裝件的另一端。

c、在安裝槽的每一端滴一滴粘合劑，將樣品牢固地粘合到位。

3)試驗設置：

a將試樣與拉力試驗機的加載軸對齊，并夾緊夾具。

4)安全處理：

a、在施加負載之前，在安裝件未受力的情況下，切割或燒穿安裝件的兩側。

b、如果使用燃燒方法，請小心避免將樣品暴露在火焰中，以保護碳纖維樣品的完整性。

4)開始測試：

a、啟動記錄設備，并以設定的橫梁速度加載試樣。

b、持續加載試樣直到失效。

5)結果處理：

a、如果試樣在夾具內失效，丟棄結果，并使用新的試樣重復測試。

4、結果的計算

抗拉強度公式：

拉伸彈性模量公式A:

拉伸彈性模量公式B:

結論：在碳纖維單絲的力學性能測試中，可以通過同時測量橫截面積和拉伸強度，將力-伸長率曲線轉化為應力-伸長率曲線。這里的意思是，通過獲得單絲的橫截面積和拉伸強度數據，可以計算出對應的應力值，并將其與伸長率數據相對應，得到應力-伸長率曲線。

以上就是小編介紹的碳纖維-單絲試樣拉伸性能測試的內容了，希望可以給大家帶來幫助！如果您還想了解碳釬維加固拉拔檢測、纖維單絲拉伸強度測試標準、碳纖維受力方向、碳纖維布拉拔強度標準和單絲拉伸實驗等問題，歡迎您關注我們，也可以給我們私信和留言，科準測控技術團隊為您免費解答！

審核編輯 黃宇