一种碳纤维高温力学性能测试方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维高温力学性能测试方法，属高温性能测试技术领域，主要用于提供一种碳纤维束高温拉伸强度的测试方法。将碳纤维束退捻拉直后缠绕在石墨框上利用化学气相沉积法进行热解碳覆层，形成纤维棒。对纤维棒两端进行致密和强化，形成可卡持测试试样。将测试试样装卡到高温拉伸测试设备上，通过感应和辐射加热实现高温加热，拉伸破坏获得最大破坏载荷。根据纤维束线密度和体积密度计算得到截面积，计算并多有效子样数据平均后获得高温拉伸强度。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维高温力学性能测试方法
本专利技术涉及一种碳纤维高温力学性能测试方法，属于功能复合材料高温性能测试

技术介绍
碳纤维增强复合材料在高温(1000～2000℃)、超高温(2000～3000℃)领域的应用是近年来发展的一个重要方向，作为复合材料的重要力学性能来源，碳纤维增强体的力学性能是复合材料设计和应用的关键参数。获得碳纤维的高温、超高温力学性能数据，对高温、超高温复合材料的设计至关重要。碳纤维的力学性能测试通常采用浸渍环氧树脂固化后的纤维束两端粘接加强片后拉伸获得，但由于环氧树脂、加强片和粘接剂的耐温有限，不能在高温下稳定存在，无法用于高温力学性能的获取。目前，能够进行碳纤维高温、超高温力学性能测试的方法主要为碳纤维单丝的高温力学性能测试，利用单丝碳纤维卡持后通电或辐射加热法实现高温环境，然后通过拉伸获得其拉伸载荷，通过拉伸载荷与纤维单丝截面积计算得到其拉伸强度。碳纤维不同单丝之间存在粗细和性能的差异，为获得具有统计意义的碳纤维高温、超高温力学性能，在利用碳纤维单丝进行性能测试时，需要进行大量(通常30个以上)子样的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于步骤包括：/n(1)将碳纤维束退捻后拉直状态下缠绕在石墨框上，通过化学气相沉积法进行热解碳覆层，形成纤维棒；/n(2)采用局部致密化法对纤维棒两端进行致密和增强，形成可卡持纤维棒测试试样；/n(3)采用耐高温卡具卡持测试试样后安装在高温拉伸测试设备上，通过感应和辐射加热至预定高温，拉伸断裂后获得最大破坏载荷。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于步骤包括：
(1)将碳纤维束退捻后拉直状态下缠绕在石墨框上，通过化学气相沉积法进行热解碳覆层，形成纤维棒；
(2)采用局部致密化法对纤维棒两端进行致密和增强，形成可卡持纤维棒测试试样；
(3)采用耐高温卡具卡持测试试样后安装在高温拉伸测试设备上，通过感应和辐射加热至预定高温，拉伸断裂后获得最大破坏载荷。


2.根据权利要求1所述的一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，将碳纤维束退捻后拉直状态下缠绕在石墨框槽上的方法为：
将连续碳纤维进行退捻，使纤维束中纤维均处于平直无扭转状态，然后缠绕在中空的石墨框上，石墨框中空部分的长度大于200mm，石墨框上沿纤维缠绕方向刻细长坑槽，槽深度大于碳纤维束直径，用于缠绕时固定碳纤维束，纤维束在石墨框上缠绕不少于5圈，缠绕过程中纤维束应保持退捻和绷直状态，纤维束缠绕完成后打结或固定，防止纤维松弛。


3.根据权利要求2所述的一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述的通过化学气相沉积法进行热解碳覆层的方法为：
把缠绕了绷直状态碳纤维束的石墨框放置于化学气相沉积炉中，进行热解碳沉积，沉积时间为10h～300h，形成热解碳覆层厚度在0.2～2μm范围内的纤维束棒，把纤维棒从石墨框上取下，保留完整纤维束部分。


4.根据权利要求3所述的一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于：完整纤维束部分长度不小于200mm，纤维棒数量不少于10根。


5.根据权利要求1所述的一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，采用局部致密化法对纤维棒两端进行致密的方法为：
对纤维棒两端距离端点20～80mm的范围进行高残炭酚醛树脂的真空浸渍和固化，然后进行碳化和高温热处理，反复进行浸渍、固化、碳化和高温热处理过程1～2次，实现对纤维棒两端的致密。


6.根据权利要求1所述的一种碳纤维高温力学性能测试方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同起，刘宇峰，刘风亮，张莹，王金明，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11