[发明专利]碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台及实验方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，该测试台包括台体和压板组件，其特征在于：主台体和压板法向固定构成法向加载装置，所述主台体中间有一个凸起部分，此凸起部分中心设置一个的圆孔；所述压板中间有一个凸起部分，此凸起部分中心设置一个的圆孔，此圆孔的直径大于主台体上圆孔的直径且为通孔；所述压板底部放置一层橡胶层垫片，橡胶层垫片为中心开有圆孔的圆形，所述圆孔与压板上的圆孔对齐。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：主台体的周向有四个螺纹孔，压板的周向也有四个螺纹孔，主台体与压板通过穿过上述螺栓孔的四个螺钉构成法向加载固定装置。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：所述主台体中心设置的圆孔的直径为3mm；所述主台体轴向的4个为对称的直径为3mm的螺纹孔；所述压板的厚度为500μm，所述压板中间圆孔的直径为12mm。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：所述主台体的凸起部分直径为18mm，凸起部分高出周围边界为5mm。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：所述位于所述主台体的中心部位的圆孔的深度为3mm。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：所述主台体上的4个螺纹孔的孔长为10mm。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料界面剪切力的纳米压入测试台，其特征在于：所述压板底部粘结一层橡胶层垫片的厚度为300μm的，橡胶层垫片的内径尺寸为12mm，外径尺寸为16mm。

8.利用权利要求1至权利要求7任一权利要求所述的测试台进行纳米压入实验的方法，其特征在于：具体步骤如下：

a、将制作好碳纤维复合材料板的薄片对准主台体凸起部分，让薄片磨制成厚度为150μm的部位对准中心圆孔的位置，保证在进行纳米压入实验时能压出单根纤维；

b、将带着橡胶层垫片的压板放到主台体上，使其上的四个螺纹孔对准主台体周围边界相对应的螺纹孔；

c、将两个螺钉同时放入到两个对称的螺纹孔中，选用旋转工具同时对两个螺钉进行装载，使薄片两端保持相同的受力，以免受力不均导致某一端的翘起，同时，用带木棒的棉球轻轻地按住碳纤维复合材料薄板的中间位置，对其的平整进行调节作用；

d、按照步骤c中的步骤装载另外的两个螺钉；

c、选用碳素笔在薄板中画一个与主台体上的圆孔大小相同的圆孔，便于薄板在进行纳米压痕实验时能够准确地定位。

e、纳米压痕实验的设置如下：实验中选用1000倍的物镜，在设置之前先进行压痕位置点的校核；实验选择载荷控制的方法控制。

9.根据权利要求8所述的进行纳米压入实验的方法，其特征在于：

碳纤维复合材料板的薄片的厚度为150μm，直径为18mm；且薄片表面的粗糙度控制在5-10μm的范围内，在显微镜下单根碳纤维垂直于水平面方向。