[发明专利]一种检测碳纤维织物透光率的方法

说明书

本发明提出了一种检测碳纤维织物透光率的方法，是在一定的光源条件下，用拍照设备对保持原有机织状态的碳纤维织物拍照，然后采用图像处理软件计算试样上空隙总面积与试样面积的百分比，测得织物的透光率。采用本发明提供的方法，可有效地解决现有技术中观察和测试织物紧密程度仅定性不定量、定量却仅为近似理论值、无法真实反映织物实际机织情况等问题，实现了定量地表征碳纤维织物致密性，指导碳纤维织物优化改进和为后续碳纤维织物预浸料/复合材料质量提升提供参考依据。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种检测碳纤维织物透光率的方法。

背景技术

相对于单向带预浸料，碳纤维织物及其预浸料具有更好的铺敷性，同时可有效防止机加时碳纤维制件边缘的劈丝等，经常在复合材料表层或复杂构件中应用，而碳纤维编织的效果直接影响织物预浸料和复合材料构件的成型质量。最常见的碳纤维织物种类有平纹、斜纹和缎纹，其中平纹织物有一个最大的缺点，就是碳纤维机织时交织之间的距离很短，所以丝束中的碳纤维弯曲很大，这种弯曲会产生应力集中，且会造成编织空隙，碳纤维织物在预浸后空隙处的树脂缺乏纤维支撑，树脂不能完全填充纤维缺失形成的空隙，影响复合材料制件的外观甚至内部质量。

目前，对于碳纤维织物，一般采用目视检查法，观测机织的空隙情况，或采用经向紧度、纬向紧度以及经纬向紧度比例反映织物相对紧密程度。但是现有的目视检查法或采用紧度观察和测试织物紧密程度存在着以下的主要缺点：1、目视检查法仅定性的观察机织的紧密程度和存在的空隙情况，没法定量的表征碳纤维机织情况；2、采用紧度测试织物的紧密程度，是假设纱线呈圆柱体的情况下计算的，未考虑到经纬纱线在织物中相互挤压而产生的变形，计算的值是近似理论值，无法真实反映织物的实际情况。

发明内容

（1）要解决的技术问题

为克服上述缺点与不足，本发明旨在建立一种检测碳纤维织物透光率的方法，即保持原有机织状态的碳纤维织物，在一定的光源条件下，用相机或光学影像投影仪拍照，采用图像处理软件计算试样上空隙总面积与试样面积的百分比，计算碳纤维织物的透光率。此方法可定量测试碳纤维机织致密性，真实反映机织情况，为碳纤维织物优化和确保后续织物预浸料和复合材料质量提供参考依据。

（2）技术方案

一种检测碳纤维织物透光率的方法，是在一定的光源条件下，用拍照设备对保持原有机织状态的碳纤维织物拍照，然后采用图像处理软件计算试样上空隙总面积与试样面积的百分比，测得织物的透光率。

具体地，所述检测碳纤维织物透光率的方法，具体包括以下操作步骤：

（1）从距离碳纤维织物边缘50mm以上切取一定尺寸的测试试样；

（2）将测试试样放置在平台上，保持测试试样平整，调节光源，直至能清晰观测碳纤维织物的机织状态，然后用拍照设备摄取照片；

（3）采用图像处理软件，打开带有标尺的照片将图片的像素尺寸换算为实际的物理尺寸，计算摄取试样照片整个视野内的面积为试样面积；

（4）接着将试样照片的色彩模式转化为仅有黑白颜色的黑白位图，其中白色轮廓区域为碳纤维织物空隙，其他黑色区域为碳纤维，计算白色轮廓区域总面积即为碳纤维织物空隙总面积；

（5）计算试样上空隙总面积与试样面积的百分比，得到碳纤维织物透光率。

具体地，上述步骤（1）中，在切取测试试样的过程中，保持碳纤维织物表面平整。

具体地，所述碳纤维织物的形态包括平纹织物、斜纹织物、四枚缎纹织物、五枚二飞缎纹。

具体地，所述碳纤维织物的材质包括聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维。

具体地，所述光源包括阳光、日光灯。