单丝

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碳纤维单丝拉伸性能测试方法
单丝法测试碳纤维的力学性能工作量大,每批测试不少于40根纤维,但只要有超过40cm复丝就可测试。碳纤维单丝拉伸性能测试是将单丝在纸框上粘牢,在进行拉伸试验时,用夹具固定好纸框,将两边的纸框剪断,然后拉伸纤维。试验仪器常采用能测试碳纤维的高强高模纤维强力仪。
单丝截面积的测试
碳纤维可按GB/T3364-2008《碳纤维直径和根数试验方法》测得单丝的直径,再计算得到单丝的截面积,也可以按GB/T 3362-2005先测得碳纤维复丝的线密度和体密度,计算得到复丝的截面积,再除以单丝的根数即是单丝的截面积。
试样制备
用有一定强度的纸,如坐标纸,刻出如图3所示的纸框,纸框的间距为(25±0.5)mm,其宽度与总长度根据拉力机夹持器的尺寸来定,并保证用镊子夹取时纸框不发生变形。图3中A为纤维与纸框粘结处,B为拉力机夹持处。 
从待测试样中随机取长度约4cm的纤维束,用不损伤纤维的方法将单根纤维相互分离。 将分离的单根纤维逐一放在纸框的中心线上,用粘结剂粘牢纤维。要得到准确的数据,操作时不要损伤纤维,用常温快速环氧树脂粘结剂固定好,要保证单根纤维的平直并位于中心位置。
     夹持试样时,试样与夹具不要有偏离,先固定上夹具,位置正确后再固定下夹具。夹具不要碰到,更不要夹到纤维与纸框的粘结点处,以免损伤纤维,如图4所示,要保证单丝轴向、夹具和纸框的中心线和拉伸方向重合。单丝拉伸试验可直接获得抗拉强度和断裂伸长率的数据,经修正计算才能得到试样的拉伸模量。同样地,单丝拉伸试验也要设置预加载,以克服试样的松弛现象,设定值按0.05cn/dtex设定[12-13]。其值设定条件对抗拉强度和伸长率的影响与复丝的情况相同,即预加载设置与否及其值的大小与抗拉强度没有关系,但预加载设定值的大小影响伸长率和拉伸模量的测试结果
准确测试拉伸性能是碳纤维研制、生产和应用的重要一环,国内外许多单位都在研究开发新的软件和设备,以期更便捷、更精确地获取测试数据。        测试中的关键是制样时不要损伤试样,同一试样的制样条件和测试参数要相同且恒定。为减少人为操作所引起的数据波动,制样的自动化是纤维拉伸性能测试的难点,但也是测试研究的重要方向。
拉伸试验中,应确保试样轴向、上下夹具中心线和拉伸方向重合,避免斜拉现象的出现,从而减少拉伸性能数据降低、离散系数增大的现象发生。
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