[发明专利]一种单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法

说明书

本发明涉及一种单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法，属于材料测试样品制备方法技术领域。其通过在碳纤维片材成型过程中在碳纤维布两端预先铺设适宜宽度的同一类型的碳纤维布条，得到碳纤维片材的同时形成一次性固化成型的碳纤维布‑树脂基加强片，替代了传统制样方法中待碳纤维片材裁剪成待测尺寸的试件后外粘贴传统加强片或后固化成型树脂型加强片的方法，避免了加强片预处理不当、粘接工艺控制不合理和选择的树脂胶粘剂不恰当等因素引入的测试误差，提高了测试结果的准确性和可靠性。同时在树脂胶粘剂初凝阶段对碳纤维片材进行裁剪，操作更加简便，且可避免固化充分的片材硬度过高时裁剪易引起的尺寸偏差、豁口和试样被灼烧等不利因素。

技术领域

本发明涉及一种制样方法，尤其涉及一种单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法，属于材料测试样品制备方法技术领域。

背景技术

碳纤维材料具有高抗拉强度、高弹性模量、耐腐蚀性能优异，以及密度低等优点，其与配套树脂胶粘剂复合而成的碳纤维增强树脂基复合材料运用在加固工程中具有施工方便、质量可控、同时不增加结构自重的特点，被广泛应用于水利、桥梁、工业与民用建筑领域等建筑物的补强加固中。而单向碳纤维布的力学性能是影响该复合材料使用效果的关键因素。其中，单向碳纤维布的拉伸性能是其力学性能中尤为重要的一项。

目前，单向碳纤维布拉伸性能的测试方法依据国家标准GB/T 3354-2014《定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法》进行。然而，该标准中并未明确此类样品成型试件的制样方法。现有的关于单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法包括岳清瑞、曹劲松等在《碳纤维布标准检测方法中试件尺寸影响的试验研究》一文中提及的方法，和刘占清、鲍亚楠等在CN104819877A“一种碳纤维布拉伸性能测试的制样方法”专利中公开发明的方法。

但现有的制样方法均存在以下技术难点：

1、均采用从已经硬化的单向碳纤维测片材中裁剪得到测试用的成型样条。当树脂胶粘剂充分浸润单向碳纤维布并硬化形成复合片材后，片材的硬度高、刚性大使得裁剪难度增加，通常需要专用切割工具，裁剪时易出现豁口、或由于切割工具与片材剧烈摩擦出现过热被灼烧现象，增加了试件的不合格率，影响了测试结果的准确性和可靠性；同时专用切割工具裁剪片材对操作人员有一定的技术要求，费时费工，且增加了测试成本；此外，在裁剪过程中会出现粉尘和有害气体污染，不利于长期从事该工作人员的身体健康，且不符合环保理念。

2、均在拉伸用试件成型后制备加强片。粘贴传统的铝片或者纤维增强树脂片时，需要对加强片进行预处理，预处理的效果和粘贴时的粘接工艺将直接影响测试结果，降低了检测结果数据的准确性和可靠性。而一次性固化成型树脂加强片的方式需要使用配套的加强片成型模具，并待树脂加强片固化完全后进行脱模，增加了测试成本和检测周期；此外，该方法中加强片的加强效果受树脂胶粘剂的性能影响，韧性不足的树脂加强片易在测试过程中被夹具夹裂，失去加强效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述问题，本发明提出了一种单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法，用于解决拉伸性能测试样条的准确度和可靠性问题。

为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

一种单向碳纤维布拉伸性能测试的制样方法，包括如下步骤：

(1)从待测碳纤维布上分别裁剪边长为300mm*300mm的碳纤维布1张和边长为300mm*60mm的碳纤维布8条；

(2)选取单向碳纤维布试样固化所需用量的环氧树脂胶粘剂，然后在玻璃平板上放置一张PET聚酯薄膜，将树脂胶粘剂均匀涂覆在PET聚酯薄膜上；

(3)随后取边长为300mm*60mm的碳纤维布条4条，用浸渍胶充分浸润，并分别在上述PET聚酯薄膜的两端各平铺2条被环氧树脂胶粘剂浸润后的碳纤维布条；