一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法及装置，解决了现有方法无法准确测量氧化铝纤维单丝高温拉伸性能的问题。纤维单丝高温拉伸性能测试装置包括拉伸试验机测试装置和高温加热装置；所述拉伸试验机测试装置包括传感器和试样挂载装置；所述试样挂载装置包括上部挂载端和下部挂载端；所述上部挂载端和下部挂载端的挂载面均呈对称的圆弧形。本发明专利技术的纤维单丝高温拉伸性能测试方法极大提高了测试的成功率及准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法及装置
本专利技术属于纤维拉伸性能测试
，具体涉及一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法及装置。
技术介绍
氧化铝纤维是氧化铝纤维状轻质耐火材料，它的直径一般为微米级，纤维表面呈光滑圆柱形。氧化铝纤维由于具有高熔点、低密度、高强度、以及优异的耐高温性能等特点，被认为是下一代透波/隔热一体化纤维增强陶瓷基结构材料的纤维原材料。在铝基增强复合材料及隔热隔音材料等领域有着广泛的应用价值。氧化铝纤维拉伸性能的有效评测是保障复合材料质量的关键基础。作为耐高温材料，氧化铝纤维在高温环境下的拉伸性能是其最重要的性能指标之一。但经研究，氧化铝纤维单丝高温拉伸强度测试都采用高温下对待测样品进行热处理后冷却至室温再在室温下进行拉伸测试，该方法并不能完全真实的反应纤维在高温条件下真实拉伸性能，而由于纤维单丝直径过小而脆性大，不易制备长度较大的单丝样品进行高温在线测试，而实现纤维单丝高温在线测试的高温加热装置的结构、尺寸及加热效率是影响高温在线测试的关键技术，单丝样品的制备及装样方式是影响高温在线测试效率的重要因素，目前国内尚没有纤维单丝拉伸性能高温在线测试的测试标准及方法。
技术实现思路
鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法及装置，用于测量氧化铝纤维单丝高温拉伸性能。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术提供了一种纤维单丝高温拉伸性能测试装置，包括拉伸试验机测试装置和高温加热装置；所述拉伸试验机测试装置包括传感器和试样挂载装置；所述试样挂载装置包括上部挂载端和下部挂载端；所述上部挂载端和下部挂载端的挂载面均呈对称的圆弧形。进一步的，所述高温加热装置包括C形发热体线圈组，沿氧化铝纤维单丝长度方向，所述C形发热体线圈组包括上段、中间段和下段，所述上段、中间段和下段均为C形发热体线圈。进一步的，所述上段、中间段和下段能够单独进行加热。进一步的，所述C形发热体线圈采用贵金属发热体线圈。进一步的，沿氧化铝纤维单丝长度方向，所述C形发热体线圈组的高度H与待测纤维单丝的长度l符合如下关系：l/5≤H≤l/2。另一方面，本专利技术还提供了一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法，采用上述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，包括：步骤一：从待测纤维丝中挑取多根纤维单丝，将多根纤维单丝依次整齐横跨的摆放到制样台上，保证纤维单丝的两端在制样台宽度方向上自然伸出；步骤二：在制样台上自然伸出的纤维单丝两端滴加胶粘剂，待纤维单丝两端胶粘剂形成球形胶珠并自然固化；步骤三：将制备好的纤维单丝悬挂到拉伸试验机测试装置的上部挂载端和下部挂载端，并将高温加热装置放置于两个挂载端中间，环住纤维单丝试样；步骤四：升温至所需测试温度并保温；步骤五：进行拉伸测试，得到纤维单丝的拉伸强度。进一步的，所述步骤一中，制样台的剖面呈“凸”字形。进一步的，所述制样台包括上台面和下台面，所述上台面和所述下台面均为长方体，所述上台面的宽度小于所述下台面的宽度，所述上台面的长度等于所述下台面的长度。进一步的，所述上台面采用的材料为橡胶。进一步的，所述步骤四中，升温过程中，下段、中间段和上段的加热功率依次减小。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：a)本专利技术提供的纤维单丝高温拉伸性能测试装置中的高温加热装置采用C形贵金属发热体线圈组，能满足当实验温度是1100-1200℃时也能够快速加热，且温度均匀性好。b)C形贵金属发热体线圈组采用三段控温，其中下段采用较中间段偏大功率加热，上段采用较中间段偏小功率加热，可实现快速升温至目标温度，保证了加热装置的加热效率和温度均匀性。c)试样挂载装置的挂载面呈对称的圆弧形，有效的解决了试样挂载端应力集中的问题，提高测试成功率。d)本专利技术提供的纤维单丝高温拉伸性能测试装置中的试样挂载装置及高温加热装置的尺寸及温度范围均满足纤维单丝拉伸测试载荷范围及温度要求，提高了实验的准确性。e)本专利技术的高温加热装置结构简单，可自由推移，实施时，可以实现快速更换测试样品，极大的提高了测试效率。f)本专利技术的纤维单丝高温拉伸性能测试方法中，纤维单丝的制备过程中，采用在纤维单丝两端滴胶粘剂形成球形胶珠固化，再采用悬挂的方式固定在拉伸试验机的试样挂载装置上，与传统的用试样衬制备试样夹持的方式固定在拉伸试验机上相比，减少了制样步骤，大大的提高了制样效率；并且采用挂载方式将试样固定到拉伸试验机上，在拉伸试验过程中，起到了万向节的作用，减少了传统的装夹试样过程中可能对试样造成的损坏，保证了试样的对中性，避免了纤维单丝由于不对中而导致的试样非正常断裂问题，极大提高了测试的成功率及准确性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体专利技术的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术中纤维单丝待测样品制备示意图俯视图；图2为本专利技术中纤维单丝待测样品制备示意图左视图；图3为本专利技术中纤维单丝高温拉伸性能测试装置示意图；图4为本专利技术中纤维单丝高温拉伸性能测试装置组成简图。附图标记：1-纤维单丝，2-球形胶珠，3-上台面，4-下台面，5-传感器，6-上部挂载端，7-高温加热装置，8-下部挂载端，9-底座。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施方式，其中，附图构成本专利技术的一部分，用于阐释本专利技术的原理。为解决氧化铝纤维单丝高温拉伸强度在线测试问题，本专利技术提出氧化铝纤维单丝高温拉伸强度测试方法及装置，优化了制样流程，减小制样过程中对纤维单丝造成的损伤，大大提高了制样效率，实现了高温下氧化铝纤维单丝拉伸强度的有效评价并大大提高了测试效率。本专利技术提供了一种纤维单丝高温拉伸性能测试装置，如图3和图4所示，包括拉伸试验机测试装置、高温加热装置7和测试及数据处理系统；其中，拉伸试验机测试装置包括传感器5和试样挂载装置；试样挂载装置包括上部挂载端6和下部挂载端8；上部挂载端6和下部挂载端8的挂载面均呈对称的圆弧形，具体地说，挂载面为外凸的圆弧面，氧化铝纤维单丝的一端固定在上部挂载端6的圆弧面的中心位置，氧化铝纤维单丝的另一端固定在下部挂载端8的圆弧面的中心位置。具体的，高温加热装置7采用C形发热体线圈组，沿氧化铝纤维单丝长度方向，C形发热体线圈组包括三段，分别为上段、中间段、下段三段，每段均为C形发热体线圈；为了能够方便调节，每段都设有温控单元，能够单独进行加热。具体的，高温加热装置7能自由推移。考虑到镍铬合金发热体线圈的加热极限是1200℃，当实验温度需要达到1100℃以上时，采用镍铬合金发热体线圈的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，包括拉伸试验机测试装置和高温加热装置(7)；/n所述拉伸试验机测试装置包括传感器(5)和试样挂载装置；所述试样挂载装置包括上部挂载端(6)和下部挂载端(8)；所述上部挂载端(6)和下部挂载端(8)的挂载面均呈对称的圆弧形。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，包括拉伸试验机测试装置和高温加热装置(7)；
所述拉伸试验机测试装置包括传感器(5)和试样挂载装置；所述试样挂载装置包括上部挂载端(6)和下部挂载端(8)；所述上部挂载端(6)和下部挂载端(8)的挂载面均呈对称的圆弧形。


2.根据权利要求1所述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，所述高温加热装置(7)包括C形发热体线圈组，沿氧化铝纤维单丝长度方向，所述C形发热体线圈组包括上段、中间段和下段，所述上段、中间段和下段均为C形发热体线圈。


3.根据权利要求2所述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，所述上段、中间段和下段能够单独进行加热。


4.根据权利要求2所述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，所述C形发热体线圈采用贵金属发热体线圈。


5.根据权利要求2所述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，其特征在于，沿氧化铝纤维单丝长度方向，所述C形发热体线圈组的高度H与待测纤维单丝的长度l符合如下关系：
l/5≤H≤l/2。


6.一种纤维单丝高温拉伸性能测试方法，其特征在于，采用权利要求2-5所述的纤维单丝高温拉伸性能测试装置，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽丽，王华琼，高增华，焦大成，李想，张昊，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11