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碳纤维的拉伸性能的自动测试
碳纤维的重要性在于做为对原丝的节省能源，轻合成物方面在当今很受欢迎。耐久性和牢固性也就是线密度和拉伸性能的自动测试变得尤为重要。由于碳纤维的特殊性能，单丝的自动操作看起来有难度。
1. 术语：纤维、长丝、丝束 由于在材料学和化学纤维方面对术语的不同使用。在此阐述一下我们所讲的碳纤维的概念很重要，碳纤维丝束是由几千根甚至八万根单丝组成的复丝。在材料学和一些应用学者认为这样的丝束就是纤维。这里所指的碳纤维是从以上所指的粗纱里切下的一个独立的细丝。图1所示的是由12，000根细丝组成的碳纤维粗纱。右图是从粗纱中剪下的一部分显示了一束丝中每个单独的丝。
2. 碳纤维粗纱的拉伸性能测试 原则上碳纤维丝束的检测类似于低技术复纱。然而，碳纤维模量极高，各单丝张力间存在差异，且材料具有脆性，导致用这种方法测试的强度值大约仅为材料实际强度的一半或更少。施加少量捻度，例如20捻/m，能有助于各个单丝张力的平衡，从而得到更稳定和具有重现性的结果。Textechno公司的自动拉伸测试仪STATIMAT 4 和STATIMAT 4U能自动施加这样的捻度，接着以全自动的方式进行拉伸性能测试。虽然超高分子量聚乙烯如Dyneema和Spectra或者芳族聚脂酸胺纤维按照这种方法测得的数值与材料的实际强度一致，但碳纤维测得的数值不超过实际强度的70%。用人工加捻的方法，用夹子仔细操作也不会超过这个范围。 因此，碳纤维丝束通常在浸渍条件下，例如按照德DIN15382进行测试，丝束不得不被人工切割、断面，纸片与粗纱复合以避免无故损坏。
这个过程非常费时，测试前必须等树脂完全固化，需要24小时。24小时的延迟对于生产控制实验几乎是不可接受的，尤其对于这样有价值的产品。单纤维测试做为生产控制方法的最大优点是实验室收到生产样品后几分钟就可得到重要的结果，从而能够及时采取纠正措施，例如在断裂强度降低时可及时改正。此外单纤维测试还可提供丝束内线密度的分布信息或直径和断裂强度。这对于生产和稍后的丝束应用中充分分析问题具有重要意义。 标签：碳纤维的拉伸性能的自动测试 |
