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专利名称：用于碳纤维力学性能测试的制样方法
技术领域：
本发明涉及材料测试技术领域，具体涉及到一种用于碳纤维力学性能测试的制样方法。
背景技术：
碳纤维是上世纪60年代兴起的一种新型炭材料，它具有高比强度、高比模量、高 导电性和导热性、低热膨胀系数、低密度、耐高温、耐疲劳、抗蠕变、自润滑等一系列的优异 性能，是一种理想的功能材料和结构材料，广泛应用于航天、民用航空、文体以及运输等领 域，并具有广阔的应用前景。碳纤维的力学性能包括抗拉强度、抗拉模量、断裂伸长率、体密度、线密度等项 目。碳纤维力学性能的测试方法已有国家标准，如碳纤维复丝拉伸性能试验方法(GB/T 3362-1982)，后来又被GB/T 3362-2005所代替。新标准更完善一些，对测试待测碳纤维的 尺寸、所用浸胶树脂及固化剂、含胶量、固化温度及时间都有较为清楚的规定，对于待测碳 纤维制备说到了用手工法或机器法浸胶，并对手工法进行了详细的定义和描述，具体步骤 手工浸胶_绷紧于框架上_鼓风干燥箱中固化。此方法所制待测碳纤维含胶量不能保证完 全相同且易留下较多的胶珠影响纤维的力学性能测试结果。

发明内容
为了解决现有的用于碳纤维力学性能测试的制样方法无法保证待测碳纤维含胶 量，影响纤维力学性能的技术问题，本发明提供一种用于碳纤维力学性能测试的制样方法。本发明的技术解决方案一种用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特殊之处在于包括以下步骤1将待测碳纤维置于放丝辊上；2将通过放丝辊的碳纤维经过浸胶槽浸胶；3将浸过胶的碳纤维通过压辊；4经过压辊后的、浸胶均勻的碳纤维固定于样品成型架，所述样品成型架可勻速 转动，用于固定碳纤维；5将固定于样品成型架上的碳纤维烘干。上述放丝辊为立式结构放丝辊；上述浸胶时间为3 lOmin ；上述浸胶槽带有一个可拆卸盖子；上述压辊包括一个主动辊和一个被动辊，所述待测样品从主动辊和被动辊之间通 过上述碳纤维烘干的具体步骤如下将固定于样品成型架上的碳纤维冷却5 lOmin ；再将样品成型架整体放入鼓风 干燥箱中，110 130°C温度下烘干30 50min。
上述碳纤维冷却时间为8min。上述浸胶槽的长度为20 50cm。上浸胶槽的长度为30cm。本发明所具有的优点1、本发明与传统的制样方法相比较，增加了压辊将浸过胶液的待测样品上面过量 的胶液挤压去除的步骤，使测试样品的浸胶更加充分、含胶量更加均勻，试样上不会留下影 响测试结果的胶珠。2、通过使用本发明方法制备的用于碳纤维力学性能测试的碳纤维，具有浸胶均 勻、表面光滑、平直、无缺陷、无挂胶珠现象等优点。同一批待测碳纤维，用此方法制样比用 传统方法制样测得的结果离散性更小一些，非正常断裂次数更少一些，能较好的排除制样 对测试结果的影响。3、本发明浸胶槽为带活动可方便拆卸盖子的结构，可大大降低浸胶液中丙酮挥 发，从而使浸胶液浓度更均勻，且不用经常更换胶液。


图1本发明方法的工艺流程图。其中1_放丝辊，2-浸胶槽，3-压辊，4-样品成型架，5-鼓风干燥箱。
具体实施例方式在图1中，本发明的工艺流程的设备排布为放丝辊1-浸胶槽2-压辊3-样品 成型架4-鼓风干燥箱5。具体过程如下1)将待测碳纤维以均勻的速度放到立式放丝辊1上，与以往横放结构相比，放丝 辊1为立式结构，可减小丝的摆动；可以减小丝的摆动，纺丝张力更均勻；2)将通过放丝辊1的碳纤维穿过浸胶槽2，浸胶时间为3 lOmin ；浸胶槽2为带 活动可方便拆卸盖子的结构，浸胶槽2的长度为20 40cm，最好为30cm ；浸胶槽可使碳纤 维在经过浸液槽时浸泡完全，浸胶量基本相同，为防止由于挥发性物质挥发导致胶液浓度 变化过大，该浸胶槽需安装一个可灵活拆卸的盖子； 3)将浸过胶的碳纤维通过压辊3，压辊包含一个主动辊和一个被动辊，压辊3可以 将浸过胶液的待测碳纤维上面过量的胶液挤压去除，防止胶珠的形成，同时提高了浸胶的 均勻性；4)经过压辊3后的浸胶均勻的碳纤维固定于样品成型架4，样品成型架4可勻速 转动，样品成型架4可将浸过胶液的待测碳纤维固定以便固化；5)将固定了碳纤维的样品成型架4放置冷却5 lOmin，最好是8min，而后将样品 成型架4整体放入鼓风干燥箱5中在110 130°C温度条件下烘干30 50min。鼓风干燥 箱5可将浸过胶液的待测碳纤维干燥固化，以便进行下一步的测试。
权利要求
一种用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于包括以下步骤1将待测碳纤维置于放丝辊上；2将通过放丝辊的碳纤维经过浸胶槽浸胶；3将浸过胶的碳纤维通过压辊；4经过压辊后的、浸胶均匀的碳纤维固定于样品成型架，所述样品成型架可匀速转动，用于固定碳纤维；5将固定于样品成型架上的碳纤维烘干。
2.根据权利要求1所述的用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于所述放丝辊为立式结构放丝辊；所述浸胶时间为3 lOmin ；所述浸胶槽带有一个可拆卸盖子；所述压辊包括一个主动辊和一个被动辊，所述待测样品从主动辊和被动辊之间通过。
3.根据权利要求1或2所述的用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于所 述碳纤维烘干的具体步骤如下将固定于样品成型架上的碳纤维冷却5 lOmin ；再将样品成型架整体放入鼓风干燥 箱中，110 130°C温度下烘干30 50min。
4.根据权利要求3所述的用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于所述碳 纤维冷却时间为8min。
5.根据权利要求4所述的用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于所述浸 胶槽的长度为20 50cm。
6.根据权利要求5所述的用于碳纤维力学性能测试的制样方法，其特征在于所浸胶 槽的长度为30cm。
全文摘要
本发明涉及用于碳纤维力学性能测试的制样方法，包括以下步骤1)将待测碳纤维置于放丝辊上；2)将通过放丝辊的碳纤维经过浸胶槽浸胶；3)将浸过胶的碳纤维通过压辊；4)经过压辊后的、浸胶均匀的碳纤维固定于样品成型架，所述样品成型架可匀速转动，用于固定碳纤维；5)将固定于样品成型架上的碳纤维烘干。本发明解决了现有的用于碳纤维力学性能测试的制样方法无法保证待测碳纤维含胶量，影响纤维力学性能的技术问题，本发明使测试样品的浸胶更加充分、含胶量更加均匀，试样上不会留下影响测试结果的胶珠。
文档编号G01N1/28GK101949792SQ20101028392
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者刘欢, 刘福杰, 王浩静, 王红飞, 程璐, 范立东 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所