[发明专利]碳纤维耐磨性能检测方法

说明书

技术领域

本发明属于高性能材料检测评价领域，具体涉及一种测试碳纤维耐磨性能的方法。

背景技术

碳纤维作为一种高性能材料，具有强度高、模量高、良好的减振耐磨性等。随着碳纤维在各个领域的广泛应用，具有极好的断裂韧性、层间结构强度和抗损伤能力等性能的碳纤维三维增强骨架的复合材料也越来越受到重视。

耐磨性是指材料抵抗机械磨损的性能。从产品性能和经济角度来看，使碳纤维材料具有抵抗磨损因素作用的能力至关重要，然而对碳纤维材料耐磨性能的指标及试验方法还没有统一的国际或国家标准。目前，国内市场上碳纤维测试仪器主要测试指标是拉伸强度、模量、伸长率、灰分、元素分析、截面形态等，这些通用的检测满足不了碳纤维应用需求。碳纤维增强骨架的复合材料在一些航天、航空等领域应用时，客户对碳纤维的抗穿刺、耐磨等性能有特殊要求，而碳纤维的耐磨性能直接影响着复合材料整体性能。

由以上所述，如何提供一种碳纤维耐磨性能的检测方法，以实现对碳纤维耐磨性进行快速、准确检测的目的，成为技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了满足碳纤维应用需求，提供一种快速、简易、合理的测试碳纤维耐磨性能的方法。

实现本发明目的所采取的技术方案是：将碳纤维试样两端固定，并使试样保持张力和包角，试样中部与耐磨材料接触；检测时，处于往复运动状态的试样与耐磨材料产生摩擦，直至试样断裂，记录摩擦经历的时间即为碳纤维耐磨时间；同时，使用进口相同规格的产品做对比实验，进而判断试样的耐磨性能指标;

具体操作步骤是：

1、将碳纤维绕过玻璃棒或不锈钢棒，再将其两端分别固定在往复式振荡设备上；

2、根据碳纤维试样的规格，使碳纤维保持5 N～30 N的张力，设定100 rpm～160 rpm的摩擦速度，启动往复式振荡设备，用计时器计算测试试样的耐磨时间；

3、从往复式振荡设备工作开始计时，碳纤维试样断裂时，计时停止，计时器显示时间即为试样的耐磨时间。

本发明的积极效果是：本发明方法通过设定张力、摩擦速度等参数，可以对不同规格的试样进行检测，能够实现3K、6K、12K等不同规格碳纤维的耐磨性测试；该检测方法精度高、简便易行，可以有效避免由于试样规格、安装位置和环境等因素造成的测量误差；为现场快速检测不同规格碳纤维的耐磨性能提供保证。

附图说明

图1是本发明提供的碳纤维耐磨性能检测原理示意图。

具体实施方式

如图1所示是本发明提供的碳纤维耐磨性能检测原理示意图，具体操作步骤是：

1、将碳纤维2绕过玻璃棒1或不锈钢棒，再将其两端分别经压力传感器3固定在安装在往复式振荡设备5上的支架4上；

2、根据碳纤维试样的规格，使碳纤维保持5 N～30 N的张力，设定100 rpm～160 rpm的摩擦速度，启动往复式振荡设备5，用计时器计算测试试样的耐磨时间；

3、从往复式振荡设备5工作开始计时，碳纤维试样断裂时，计时停止，计时器显示时间即为试样的耐磨时间。

实施例1

步骤1：将3K碳纤维2试样绕过玻璃棒1，将其两端分别经压力传感器3固定在往复式振荡设备5上；

步骤2：对试样施加10 N的力和120 rpm的摩擦速度，启动往复式振荡设备5，往复式振荡设备5带着试样沿滑轨等幅往复运行；同时计时器开始计时，当试样发生断裂时，此时振荡系统停止运行，得到3K碳纤维的耐磨时间为15分28秒65。

步骤3：按照步骤1和步骤2检测日本东丽的3K碳纤维耐磨时间。

表1  3K碳纤维耐磨性能比较