[发明专利]一种玻璃纤维或玄武岩纤维横截面形貌和尺寸的表征方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃纤维或玄武岩纤维样品检测技术领域，特别涉及一种玻璃纤维或玄武岩纤维横截面形貌和尺寸的表征方法。

背景技术

玻璃纤维或玄武岩纤维原丝的单丝直径是控制纤维性能的关键指标之一，单丝直径的大小是影响纤维各项性能指标的因素之一。在纤维分类中，常根据纤维直径、支数和股数的不同对纤维进行分类标识。

普通玻璃纤维或者玄武岩纤维的横截面为圆形，而对于异形纤维而言，其横截面有椭圆形、蚕茧形和中空形等形状，生产过程中对异形纤维横截面形貌和尺寸的控制是非常重要的。所以，对普通纤维或异形纤维横截面形貌和尺寸的表征就显得非常必要。

目前，用于玻璃纤维单丝直径测量的手段主要有透射显微镜、投影仪法、扫描电子显微镜检测法、电容法和透射干涉法在线检测。

对透射显微镜和投影仪法而言，主要步骤是在测试前按要求取好样品，然后把小样放在干净的显微镜载玻片上，用适当的方法把纤维分散开，再将其放在透射显微镜或投影仪载物台上观察读数，最后将，每根纤维直径占据的格数换算成纤维的微米数。采用该方法测量玻纤直径，是玻璃纤维长度方向通过显微镜的透射光或投影仪成像，无法在测量显微直径的同时表征纤维横截面形貌；由于纤维束中的单丝不在同一平面上，通过透射或投影成像后测定其直径存在较大的误差。

采用扫描电子显微镜既可对纤维横截面形貌进行表征，同时又可对纤维横截面尺寸进行测定，是一种理想的检测设备。但扫描电子电镜价格昂贵(一套设备需100万人民币左右)，维护费用高，很少单位或企业配置该设备；对设备的操作和维护人员的专业知识、技能要求较高；如果采用委托送检样品，其检测费用又比较高。

电容法和透射干涉法在线检测纤维直径。透射干涉法检测原理是：利用波长为0.6328微米的He-Ne激光照射石英丝时，透入石英丝圆柱体后被折射往各个方向上去的一部分光；与石英丝圆柱表面反射往各个方向上去的另一部分光产生干涉；在石英丝正前方行程半圆形的、有规律排列的干涉条纹，从干涉条纹间隔宽度定出石英丝直径的大小。采用这两种方法：检测装置复杂，设备投入费用高；对技术人员的专业技能要求高，一般人员不易掌握；无法既对纤维横截面形貌进行表征的同时对纤维直径进行测量；并且主要用于纤维拉制车间在线检测。

发明内容

为解决现有技术价格昂贵、操作复杂且难以即对普通纤维或异形纤维横截面形貌进行表征、同时又能对横截面的尺寸进行表征的问题，本发明提供一种玻璃纤维或玄武岩纤维横截面形貌和尺寸的表征方法。

一种玻璃纤维或玄武岩纤维横截面形貌和尺寸的表征方法，包括以下步骤：样品制备、横截面形貌表征、横截面尺寸表征，所述横截面形貌表征和横截面尺寸表征采用金相显微镜进行，其特征在于所述样品制备包括取样、分散样品、固化、研磨、清洗、抛光。

所述分散样品为将从玻璃纤维或玄武岩纤维上取下的原丝束浸泡于丙酮溶液中12～48小时或浸泡于水中48～72小时。

所述固化先将40份环氧树脂置于烧杯内，再将0.5-2份促进剂加入烧杯内并搅拌，最后加入0.5-2份固化剂并搅拌，当搅拌完毕后，将混合树脂静止5～10min，再进行下述步骤：(1)将双面胶带粘附于水平台面上，再将直径为1～5mm、长度为10～20mm透明软管垂直粘附于双面胶带上；(2)用胶头滴管将混合树脂注入透明软管，与此同时将长度10～20mm的纤维用胶头滴管涂覆少量的树脂，待纤维表面的混合树脂变硬后，立即将纤维垂直插入透明软管内；(3)将固化后的样品自然风干后，将混合树脂外层的透明软管去除。

所述固化后再进行二次固化，所述二次固化先将40份环氧树脂置于烧杯内，再将1-4份促进剂加入烧杯内并搅拌，最后加入0.5-2份固化剂并搅拌，当搅拌完毕后，混合树脂后静止5～10min，再进行下述步骤：(1)用双面胶带粘附于水平台面上，再将直径为10～20mm、长度为10～20mmPVC管垂直粘附于胶带上；(2)用胶头滴管将混合树脂注入透明软管，与此同时将一次固化自然风干后的样品插入混合树脂内；(3)将二次固化后的样品自然风干后，将混合树脂外层的透明PVC管去除。

所述研磨为将经过固化处理后的试样依次经过200#、400#、600#、800#、1000#、1200#、1400#碳化硅金相砂纸手工研磨，在研磨时每换一种砂子型号将试样沿同一方向转动90度，并用显微镜观察样品表面以确定研磨面状态。