1、碳纖維復絲拉伸性能檢驗方法 中華人民共和國國家標準 GB/T 33621982碳纖維復絲拉伸性能檢驗方法本方法適用于將碳纖維復絲浸膠后測定其拉伸強度、拉伸彈性模量和斷裂伸長 率。1試樣1.1 試樣形狀及尺寸測定碳纖維復絲拉伸能用的試樣形狀及尺寸如圖1所示。1.2 試樣制備1.2.1 試樣由碳纖維復絲浸漬環氧基樹脂膠液制成。供參考的膠液配方見附錄A。1.2.2 碳纖維復絲在浸膠前應預先在31規定的條件下至少放置24h01.2.3 纖維復絲可用手工或機器法浸膠。手工浸膠法參考附錄Bo1.2.4 試樣按圖1要求的尺寸，在兩端用0204mnff的紙片膠固。可用任何室溫固化的膠粘劑。1.3 試樣外觀和含

2、膠量1.3.1 試樣應浸膠均勻，光滑，平直，無缺陷。1.3.2 由復絲浸膠制成的試樣，含膠量應控制在35%- 50%勺范圍內。2試驗設備2.1采用無慣性拉力機。載荷相對誤差不超過土1%備有自動記錄負荷-變形曲線的裝置。記錄儀裝置走紙速度誤差不超過土 1%3試驗條件3.1 試驗標準環境條件，溫度為23± 2C,空氣相對濕度為50± 5%3.2 在其他條件下進行試驗時，應將試驗環境溫度和空氣相對濕度在試驗報告 中注明。4試驗步驟4.1 檢查試樣外觀。測量試樣標距，精確到 0 5mm4.2 調整試驗機惡化頭移動速度，可在 120mm/min范圍內任選一檔速度。4.3 調整記錄儀走

3、紙速度，使其不小于夾具移動速度的40倍。4.4 裝夾試樣，要求復絲和上下夾具的加載軸線相重合。5試驗結果及計算5.1 試樣數目每組試驗測10個試樣。如試樣斷在夾具處，該試樣試驗結果無效。每組試 驗有效試樣應不少于6個。有效試樣不足6個時，應進行重復試驗。5.2 拉伸強度、拉伸彈性模量和斷裂伸長率的計算5.2.1 從負荷-變形曲線計算拉伸強度=表觀拉伸彈性模量和斷襲伸長率。P(T t=- (1)A式中：(rt 拉伸強度，kgf/cm2(MPa);P破壞載荷，kgf(N);A復絲截面積，mm2(m2)。注：復絲截面積測定法見附錄C。5.2.1.2表觀拉伸彈性模量Ea按式(2)計算： P LEa=-

4、 X - (2)A Ai式中：Ea-一表觀拉伸彈性模量，kgf/mm2(MPa); P-由負荷-變形曲線初始直線段上截取的負荷值，kgf(N)；L試樣標距，mm i標距內對應于的變形增量，mm5.2.1.3斷裂伸長率(%)按式(3)計算： L= X100式中：斷裂伸長率，% L表觀斷裂伸長，mm見圖2)。5.2.2 按附錄D "拉伸彈性模量修正計算方法”從表觀拉伸彈性模量Ea計算拉伸彈性模量Et 05.3 算術平均值、標準誤差和離散系數的計算根據需要計算每組試樣試驗結果的算術平均值、標準誤差和離散系數。5.3.1 每組試樣試驗結果的算術平均值 X按式(4)計算，取三位有效數字。nXi

5、-i=1X= (4)n式中：Xi 單個有效試樣測得的值；n有效試樣個數。5.3.2 每組試樣的標準誤差S按式(5)計算，取兩位有效數字。n -(Xi-X)2(5)i=1S=n-15.3.3 每組試樣的離散系數CV(%)K式(6)計算，取兩位有效數字SCV=- X 100(6)X6試驗報告試驗報告應包括下列內容：a纖維生產廠名；b纖維類型和牌號；c試驗方法標準；d浸漬復絲用膠粘劑，浸膠方法和含膠量；e試驗機型號和夾頭移動速度；f試驗環境條件；g試驗結果，包括每組試樣的算術平均值、標準誤差和離散系數;h試驗人員、試驗日期及其他需要說明的情況。附錄A(參考件)浸漬碳纖維復絲膠液推薦使用下列配方之一:

6、A.1 648酚醛環氧樹脂每10g加三氟化硼-單乙胺固化劑0 3g,以丙酮作溶劑。 晾干后，于170± 2c固化，時間不少于 30min。A.2 6101環氧樹脂每10g加三乙烯四胺固化劑1g,以丙酮作溶劑。晾干后，于 120± 2c固化,時間不少于30min。A.3 618環氧樹脂每10g加三乙烯四胺固化劑1g,以丙酮作溶劑。晾干后，于 120± 2c固化,時間不少于30min。附錄B碳纖維復絲手工浸膠法（參考件）8.1 剪取約500mmfe的一根復絲，用手拿住兩端使其在浸膠槽內勻速往返一次。8.2 浸過膠的復絲放在框架上，加一定的張力，使復絲橫向拉直繃緊在框架

7、上， 然后把框架放在烘箱內進行固化。固化后從烘箱內取出框架，按圖 1尺寸剪下復絲。附錄C復絲截面積測定法（參考件）C.1方法原理復絲截面積由復絲的線密除以纖維密度求得C.2樣品準備測定纖維復絲線密度和纖維密度用的碳纖維樣品試驗前應在31規定的條件下至少放置24hoC.3復絲線密度的測定C.3.1把纖維復絲拉直，截取三根1米長的復絲，測量長度準確到±05mmC.3.2 用萬分之一天平稱量樣品，準確到 01mg取三根復絲樣品測量結果的算術平均值,作為復絲線密度（t）。C.4纖維密度的測定測定碳纖維的密度，可用浮沉法，也可用密度梯度法。C.4.1用浮沉法測碳纖維密度C.4.1.1選擇適當溶

8、劑洗去復絲表面上的保護膠，干燥后取用。C.4.1.2 將化學純的正庚烷和二澳乙烷配成密度和所測纖維密度相近似的混 合液，注入具塞量筒內。C.4.1.3 用剪刀將纖維復絲剪成051mmfc的纖維末，放入具塞量筒內的混合液中，用玻璃棒攪拌，使纖維末分散在混合液中，蓋上磨口塞。將具塞量筒放在25± 1C的恒溫水浴里（具塞量筒的塞及頸部要露出水面）。C.4.1.4 觀察混合液。如纖維末在混合液內上浮或下沉，則需要相應加入正庚 烷或二澳乙烷，以調節混合液密度，直至纖維末在混合液內均勻分布。在 25± 1C的水浴內 放置4h,如纖維末在混合液內仍均勻分布，即可認為混合液的密度與纖維的密

9、度已經相同。C.4.1.5 用比重計測量該溫度下混合液的密度，測得的混合液密度值即為纖維 的密度值(d)。C.4.2 用密度梯度管法測碳纖維密度C.4.2.1密度梯度管的配制將四氯化碳(密度1596g/cm3)與三澳甲烷(密度2890g/cm3)兩種液體，按比例配制成密度不同的混合液體。重液和輕液可以是純的溶劑，也可以是兩種液體的混 合液，按容積法確定四氯化碳和三澳甲烷的體積，計算公式如下：d - V=A a+B(V- a) (C1)式中：d混合液的密度，gcm3;V混合液的體積，cm3;A重液白密度，gcm3;B輕液白密度，gcm3;a重液白體積，cm3;(V-a)輕液白體積，cm3。不同密

10、度的混合液體，用精度為 0001的比重計，檢查混合液的密度，如密度和所需密度有偏差可補加輕液或重液，直至達到所要求的密度為止。然后由輕到重依次將 各組分的混合液，通過一個帶漏斗的直徑為 081mm勺毛細管加入帶刻度的有蓋梯度管中，梯度管見置于圖C。當最后一組混合液加完之后，輕輕取出毛細管，將梯度管蓋上蓋子,25±05c的恒溫水浴槽中，靜止24h,穩定后即可使用。C.4.2.2密度梯度管的校驗將特制標準密度小球45粒，由密度大到小依次扔入管中。經平衡 4h后, 通過測高儀求得各標準球的相對高度。借助已知標準球密度求得該梯度管高度-密度曲線，在曲線中接近直線部分的高度要不小于5cm,并且

11、直線部分每厘米液柱高度的密度相差在 0002g/cm3以內方可使用。C.4.2.3 試樣的準備先將纖維整理成束，然后抽出小束打成 4只直徑約為05cm的圓形小圈，要求小圈表面光滑沒有毛絲。對各種上膠纖維用適當方法脫膠，一般用丙酮浸4h左右。在60C 烘箱中烘干2h,然后在干燥器中冷卻0 5h0將干燥纖維浸沒在與纖維密度相近的混合液 中，放在離心機的試管里，以每分鐘2000轉的速度離心脫泡15min,排除纖維中的空氣。C.4.2.4 密度的測試將離心脫泡后的纖維，迅速移入梯度管，平衡 4h,用測高儀測出纖維球的 高度以及與標準球相對應的高度。C.4.2.5 密度的計算根據標準球的已知密度，用內插法按相對高度比值求得纖維圈的密度值，計算公式如下dX=(da- d