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單絲法測試碳纖維的力學(xué)性能工作量大，每批測試不少于４０根纖維，但只要有超過４０ｃｍ復(fù)絲就可測試。碳纖維單絲拉伸性能測試是將單絲在紙框上粘牢，在進行拉伸試驗時，用夾具固定好紙框，將兩邊的紙框剪斷，然后拉伸纖維。試驗儀器常采用能測試碳纖維的高強高模纖維強力儀。
２．１ 單絲截面積的測試
碳纖維可按ＧＢ／Ｔ ３３６４－２００８《碳纖維直徑和根數(shù)試驗方法》測得單絲的直徑，再計算得到單絲的截面積，也可以按ＧＢ／Ｔ ３３６２－２００５先測得碳纖維復(fù)絲的線密度和體密度，計算得到復(fù)絲的截面積，再除以單絲的根數(shù)即是單絲的截面積。
２．２ 試樣制備
用有一定強度的紙，如坐標(biāo)紙，刻出如圖３所示的紙框，紙框的間距為（２５±０．５）ｍｍ，其寬度與總長度根據(jù)拉力機夾持器的尺寸來定，并保證用鑷子夾取時紙框不發(fā)生變形。圖３中Ａ為纖維與紙框粘結(jié)處，Ｂ為拉力機夾持處。
從待測試樣中隨機取長度約４ｃｍ的纖維束，用不損傷纖維的方法將單根纖維相互分離。
將分離的單根纖維逐一放在紙框的中心線上，按圖３所示，用粘結(jié)劑粘牢纖維。要得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，操作時不要損傷纖維，用常溫快速環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑固定好，要保證單根纖維的平直并位于中心位置。
２．３ 拉伸試驗
夾持試樣時，試樣與夾具不要有偏離，先固定上夾具，位置正確后再固定下夾具。夾具不要碰到，更不要夾到纖維與紙框的粘結(jié)點處，以免損傷纖維，如圖４所示，要保證單絲軸向、夾具和紙框的中心線和拉伸方向重合。
單絲拉伸試驗可直接獲得抗拉強度和斷裂伸長率的數(shù)據(jù)，經(jīng)修正計算才能得到試樣的拉伸模量。同樣地，單絲拉伸試驗也要設(shè)置預(yù)加載，以克服試樣的松弛現(xiàn)象，設(shè)定值按０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ設(shè)定［１２－１３］。其值設(shè)定條件對抗拉強度和伸長率的影響與復(fù)絲的情況相同，即預(yù)加載設(shè)置與否及其值的大小與抗拉強度沒有關(guān)系，但預(yù)加載設(shè)定值的大小影響伸長率和拉伸模量的測試結(jié)果。
３ 結(jié)語
準(zhǔn)確測試?yán)煨阅苁翘祭w維研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的重要一環(huán)，國內(nèi)外許多單位都在研究開發(fā)新的軟件和設(shè)備，以期更便捷、更^地獲取測試數(shù)據(jù)。
測試中的關(guān)鍵是制樣時不要損傷試樣，同一試樣的制樣條件和測試參數(shù)要相同且恒定。為減少人為操作所引起的數(shù)據(jù)波動，制樣的自動化是纖維拉伸性能測試的難點，但也是測試研究的重要方向。
拉伸試驗中，應(yīng)確保試樣軸向、上下夾具中心線和拉伸方向重合，避免斜拉現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而減少拉伸性能數(shù)據(jù)降低、離散系數(shù)增大的現(xiàn)象發(fā)生。
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