一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法技术

技术编号:44960079 阅读:40 留言:0更新日期:2025-04-12 01:29
本发明专利技术公开了一种定量分析碳纤维皮芯结构程度或结构均匀性的检测方法,属于碳纤维检测技术领域。针对目前对碳纤维皮芯的检测方法存在复杂、成本高、要求高、精度差的问题。本发明专利技术以环氧树脂为基体对待测纤维束进行包埋,分别借助离子束切割仪的聚焦模式、非聚焦模式,依次对包埋样品进行离子束切割与离子束抛光,得到纤维横截面或纵截面平行于样品表面的抛光样品。然后在扫描电子显微镜下对纤维形貌进行观察,依据SEM图中的纤维轴向或径向衬度差对皮芯结构程度进行定量分析。本发明专利技术采用树脂包埋、离子束“切割+抛光”制样与扫描电子显微镜观察分析相结合的检测方法,工艺简便快捷、无化学试剂污染、制样成功率高、检测效率高、全流程成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳纤维检测,具体涉及一种定量分析碳纤维皮芯结构程度或结构均匀性的检测方法。


技术介绍

1、碳纤维具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、导电、导热、生物相容性好等一系列优异性能,在航空航天、国防、核能、风电、交通运输、体用用品、医疗器械等行业有着广泛的应用。预氧化(又称稳定化)过程是碳纤维制备过程中的关键阶段,也是碳纤维制备过程中最耗能、停留时间最长的工段。碳纤维前驱体在该阶段发生环化、脱氢、氧化交联等系列复杂的化学反应,逐步将线性大分子链转化为耐热的梯形及交联结构,便于进一步高温碳化处理。为了降低碳纤维的生产成本,预氧化阶段往往采用高温、快速的氧化工艺。然而,环化为热反应控制过程,氧化为氧扩散控制过程;高温及快速氧化过程容易在纤维表层形成致密的梯形结构,进一步阻碍氧气向纤维芯部的扩散速率,容易在预氧化纤维横截面范围内形成结构不均匀现象。碳化过程将氧化纤维截面结构的差异性进一步加剧,最终影响碳纤维产品的机械性能。因而,分析尤其是定量分析碳纤维的皮芯结构程度,有助于对氧化工艺进行针对性的指导及调整,以制备截面结构均质、机械性能优异的高性能碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤5根据碳纤维皮、芯两种结构在SEM图中衬度不同计算对应的皮芯结构程度,具体是:根据纤维横、纵截面的SEM图分析得到,计算方法如下:

3.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤3中采用离子束切割仪对包埋样品进行切割、抛光具体是选择沿碳纤维横截面或纵截面进行切割、抛光。

4.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤...

【技术特征摘要】

1.一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤5根据碳纤维皮、芯两种结构在sem图中衬度不同计算对应的皮芯结构程度,具体是:根据纤维横、纵截面的sem图分析得到,计算方法如下:

3.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤3中采用离子束切割仪对包埋样品进行切割、抛光具体是选择沿碳纤维横截面或纵截面进行切割、抛光。

4.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤3中采用离子束切割仪对包埋样品进行切割、抛光时,切割阶段采用离子束切割仪的聚焦模式,抛光阶段采用离子束切割仪的非聚焦模式。

5.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步骤3中采用离子束切割仪对包埋样品进行切割、抛光时,离子束与包埋样品的表面角度为:切割阶段6~15°、抛光阶段1~6°。

6.根据权利要求1所述的一种定量分析碳纤维皮芯结构程度的检测方法,其特征在于:所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员:张寿春郭全贵张兴华王宏宝
申请(专利权)人:中国科学院山西煤炭化学研究所
类型:发明
国别省市:

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