專利名稱：用于碳纖維力學性能測試的制樣方法
技術領域：
本發明涉及材料測試技術領域，具體涉及到一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法。
背景技術：
碳纖維是上世紀60年代興起的一種新型炭材料，它具有高比強度、高比模量、高 導電性和導熱性、低熱膨脹系數、低密度、耐高溫、耐疲勞、抗蠕變、自潤滑等一系列的優異 性能，是一種理想的功能材料和結構材料，廣泛應用于航天、民用航空、文體以及運輸等領 域，并具有廣闊的應用前景。碳纖維的力學性能包括抗拉強度、抗拉模量、斷裂伸長率、體密度、線密度等項 目。碳纖維力學性能的測試方法已有國家標準，如碳纖維復絲拉伸性能試驗方法(GB/T 3362-1982)，后來又被GB/T 3362-2005所代替。新標準更完善一些，對測試待測碳纖維的 尺寸、所用浸膠樹脂及固化劑、含膠量、固化溫度及時間都有較為清楚的規定，對于待測碳 纖維制備說到了用手工法或機器法浸膠，并對手工法進行了詳細的定義和描述，具體步驟 手工浸膠_繃緊于框架上_鼓風干燥箱中固化。此方法所制待測碳纖維含膠量不能保證完 全相同且易留下較多的膠珠影響纖維的力學性能測試結果。
發明內容
為了解決現有的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法無法保證待測碳纖維含膠 量，影響纖維力學性能的技術問題，本發明提供一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法。本發明的技術解決方案一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特殊之處在于包括以下步驟1將待測碳纖維置于放絲輥上；2將通過放絲輥的碳纖維經過浸膠槽浸膠；3將浸過膠的碳纖維通過壓輥；4經過壓輥后的、浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架，所述樣品成型架可勻速 轉動，用于固定碳纖維；5將固定于樣品成型架上的碳纖維烘干。上述放絲輥為立式結構放絲輥；上述浸膠時間為3 lOmin ；上述浸膠槽帶有一個可拆卸蓋子；上述壓輥包括一個主動輥和一個被動輥，所述待測樣品從主動輥和被動輥之間通 過上述碳纖維烘干的具體步驟如下將固定于樣品成型架上的碳纖維冷卻5 lOmin ；再將樣品成型架整體放入鼓風 干燥箱中，110 130°C溫度下烘干30 50min。
上述碳纖維冷卻時間為8min。上述浸膠槽的長度為20 50cm。上浸膠槽的長度為30cm。本發明所具有的優點1、本發明與傳統的制樣方法相比較，增加了壓輥將浸過膠液的待測樣品上面過量 的膠液擠壓去除的步驟，使測試樣品的浸膠更加充分、含膠量更加均勻，試樣上不會留下影 響測試結果的膠珠。2、通過使用本發明方法制備的用于碳纖維力學性能測試的碳纖維，具有浸膠均 勻、表面光滑、平直、無缺陷、無掛膠珠現象等優點。同一批待測碳纖維，用此方法制樣比用 傳統方法制樣測得的結果離散性更小一些，非正常斷裂次數更少一些，能較好的排除制樣 對測試結果的影響。3、本發明浸膠槽為帶活動可方便拆卸蓋子的結構，可大大降低浸膠液中丙酮揮 發，從而使浸膠液濃度更均勻，且不用經常更換膠液。
圖1本發明方法的工藝流程圖。其中1_放絲輥，2-浸膠槽，3-壓輥，4-樣品成型架，5-鼓風干燥箱。
具體實施例方式在圖1中，本發明的工藝流程的設備排布為放絲輥1-浸膠槽2-壓輥3-樣品 成型架4-鼓風干燥箱5。具體過程如下1)將待測碳纖維以均勻的速度放到立式放絲輥1上，與以往橫放結構相比，放絲 輥1為立式結構，可減小絲的擺動；可以減小絲的擺動，紡絲張力更均勻；2)將通過放絲輥1的碳纖維穿過浸膠槽2，浸膠時間為3 lOmin ；浸膠槽2為帶 活動可方便拆卸蓋子的結構，浸膠槽2的長度為20 40cm，最好為30cm ；浸膠槽可使碳纖 維在經過浸液槽時浸泡完全，浸膠量基本相同，為防止由于揮發性物質揮發導致膠液濃度 變化過大，該浸膠槽需安裝一個可靈活拆卸的蓋子； 3)將浸過膠的碳纖維通過壓輥3，壓輥包含一個主動輥和一個被動輥，壓輥3可以 將浸過膠液的待測碳纖維上面過量的膠液擠壓去除，防止膠珠的形成，同時提高了浸膠的 均勻性；4)經過壓輥3后的浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架4，樣品成型架4可勻速 轉動，樣品成型架4可將浸過膠液的待測碳纖維固定以便固化；5)將固定了碳纖維的樣品成型架4放置冷卻5 lOmin，最好是8min，而后將樣品 成型架4整體放入鼓風干燥箱5中在110 130°C溫度條件下烘干30 50min。鼓風干燥 箱5可將浸過膠液的待測碳纖維干燥固化，以便進行下一步的測試。
權利要求
一種用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于包括以下步驟1將待測碳纖維置于放絲輥上；2將通過放絲輥的碳纖維經過浸膠槽浸膠；3將浸過膠的碳纖維通過壓輥；4經過壓輥后的、浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架，所述樣品成型架可勻速轉動，用于固定碳纖維；5將固定于樣品成型架上的碳纖維烘干。
2.根據權利要求1所述的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于所述放絲輥為立式結構放絲輥；所述浸膠時間為3 lOmin ；所述浸膠槽帶有一個可拆卸蓋子；所述壓輥包括一個主動輥和一個被動輥，所述待測樣品從主動輥和被動輥之間通過。
3.根據權利要求1或2所述的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于所 述碳纖維烘干的具體步驟如下將固定于樣品成型架上的碳纖維冷卻5 lOmin ；再將樣品成型架整體放入鼓風干燥 箱中，110 130°C溫度下烘干30 50min。
4.根據權利要求3所述的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于所述碳 纖維冷卻時間為8min。
5.根據權利要求4所述的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于所述浸 膠槽的長度為20 50cm。
6.根據權利要求5所述的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，其特征在于所浸膠 槽的長度為30cm。
全文摘要
本發明涉及用于碳纖維力學性能測試的制樣方法，包括以下步驟1)將待測碳纖維置于放絲輥上；2)將通過放絲輥的碳纖維經過浸膠槽浸膠；3)將浸過膠的碳纖維通過壓輥；4)經過壓輥后的、浸膠均勻的碳纖維固定于樣品成型架，所述樣品成型架可勻速轉動，用于固定碳纖維；5)將固定于樣品成型架上的碳纖維烘干。本發明解決了現有的用于碳纖維力學性能測試的制樣方法無法保證待測碳纖維含膠量，影響纖維力學性能的技術問題，本發明使測試樣品的浸膠更加充分、含膠量更加均勻，試樣上不會留下影響測試結果的膠珠。
文檔編號G01N1/28GK101949792SQ20101028392
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者劉歡, 劉福杰, 王浩靜, 王紅飛, 程璐, 范立東 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所