碳纤维及复合材料检测标准

提要:

汇集整理搜集的有关碳纤维复合材料检测标准项目,包括国家标准(GB)、航空标准(HB)及美国材料协会标准(ASTMD)等,供参考。部分标准的资料附后。

  • 碳纤维及其复合材料检测简述

碳纤维及其复合材料的检测,目的是为了:描述碳纤维及其复合材料体系的物化、力学及工艺特征,表征体系材料的外貌、微观结构和组成。

包括以下内容:(1)外观形貌及微观结构的观测;(2)物理及化学性能的检测;(3)力学性能的检测;(4)其他特别需要检测的项目。

  • 检测标准汇集

1、增强材料

检测标准汇集如下:

序号

检测项目

使用标准

测定方法

1

原丝表面形貌及粗糙度

GB/T23442-2009

原子力显微镜(AFM)法

2

原丝微空洞缺陷

GB/T23442-2009

小角X射线散射法(SAXD)

3

原丝表面元素组成

GB/T23442-2009

X射线光电子能谱法(XPS)

4

原丝丙烯腈单元立构规整度

GB/T23442-2009

碳13-核磁共振(NMR)

5

原丝分子量及分布

GB/T23442-2009

浸胶渗透色谱(GPC)法。

6

原丝共聚组成

GB/T23442-2009

红外光谱(IR)法

7

原丝共聚组成

GB/T23442-2009

质子-核磁共振(H-NMR)法

8

原丝晶区取向

GB/T23442-2009

X射线衍射(XRD)法

9

原丝取向函数

GB/T23442-2009

红外光谱(IR)法

10

原丝玻璃化转化温度

GB/T23442-2009

示差扫描量热法(DSC)

11

原丝预氧化热效应

GB/T23442-2009

示差扫描量热法(DSC)

12

原丝热失重

GB/T23442-2009

动态热重法(TGA)

13

原丝长丝密度及变异系数

GB/T14343-2008

质量法。

14

原丝(单丝)拉伸强度

GB/T14337-2008

机械拉伸法。

15

原丝(单丝)拉伸强度变异系数

GB/T14337-2008

机械拉伸法。

16

原丝(单丝)断裂伸长率

GB/T14337-2008

机械拉伸法。

17

原丝(单丝)断裂伸长率变异系数

GB/T14337-2008

机械拉伸法。

18

原丝短纤线密度

GB/T14335-2008

质量法。

19

原丝(长丝)拉伸强度

GB/T19975-2005

机械拉伸法。

20

原丝(长丝)拉伸强度变异系数

GB/T19975-2005

机械拉伸法。

21

原丝(长丝)断裂伸长率

GB/T19975-2005

机械拉伸法。

22

原丝(长丝)断裂伸长率变异系数

GB/T19975-2005

机械拉伸法。

23

原丝溶剂残留

FZ/T54065

气相色谱法(仲裁法)。

24

碳纤维表面形貌及粗糙度

GB/T23442-2009

原子力显微镜(AFM)法

25

碳纤维微空洞缺陷

GB/T23442-2009

小角X射线散射法(SAXD)

26

碳纤维表面元素组成

GB/T23442-2009

X射线光电子能谱法(XPS)

27

碳纤维根数、直径

GB/T3364-2008      

显微镜法;。

28

碳纤维直径、横截面积

GB/T29762-2013

方法1:计算法

29

碳纤维直径、横截面积

GB/T29762-2013

方法2:显微镜法

30

碳纤维直径、横截面积

GB/T29762-2013

方法3:显微测定非圆截面

31

碳纤维直径、横截面积

GB/T29762-2013

方法4:激光衍射法

32

碳纤维密度

GB/T30019-2013

密度梯度柱法。

33

碳纤维含碳量

GB/T26752-2011

元素分析仪

34

碳纤维上浆剂含量

GB/T26752-2011

重量法。

35

碳纤维灰分含量

GB/T26752-2011

重量法。

36

碳纤维浸润剂含量

GB/T29761-2013

重量法。

37

碳纤维拉伸强度和离散系数

GB/T3362-2005

机械拉伸。

38

碳纤维拉伸模量和离散系数

GB/T3362-2005

机械拉伸。

39

碳纤维断裂伸长率

GB/T3362-2005

机械拉伸。

40

碳纤维直径(单丝)

GB/T3364

显微镜法。

41

*纤维线密度(纤度)

GB/T7690.1-2013

质量法。

42

增强材料捻度的测定

GB/T7690.2-2013

捻度仪法。

43

碳纤维导电性

QJ3074-1998

欧姆法。

44

*合成短纤维比电阻

GB/T14342

比电阻仪法。

45

机织物厚度

GB/T7689.1-2013

测微仪。

46

机织物宽度长度

GB/T7689.3-2013

测量。

47

机织物弯曲硬挺度

GB/T7689.4-2013

弯曲计法。

2、树脂基体

1

树脂熔点、熔融热

ASTMD2117

热态显微镜法

2

树脂熔点、熔融热

ASTME794

热分析法

3

树脂软化点

GB/T12007.6

环球法

4

树脂基体流变性(剪切粘度等)

动态介电分析

5

树脂基体密度

GB/T1033

6

树脂基体挥发分含量

ASTMD4526、3530

7

树脂基体吸湿率

GB/T1034

8

树脂基体线膨胀系数

GB/T1036

9

树脂基体阻燃性能

GB/T2406

极限氧指数法

10

树脂基体阻燃性能

GB/T2407

炽热棒法

11

树脂基体阻燃性能

GB/T8323

烟密度法

12

树脂基体阻燃性能

HB5875

15

树脂基体的电性能(介电常数)

GB/T1409

16

树脂基体电击穿强度

GB/T1408.1

17

树脂基体电阻常数

GB/T1410-2006

19

树脂浇铸体拉伸性能(大试样)

GB/T2568

20

树脂浇铸体拉伸性能(小试样)

GB/T16421

21

树脂浇铸体压缩性能

GB/T2569

22

树脂浇铸体剪切性能

GB/T15598

23

树脂浇铸体弯曲性能

GB/T2570

24

树脂浇铸体冲击性能

GB/T2571

25

树脂浇注体硬度:邵氏硬度

GB/T2411

26

树脂浇注体硬度:洛氏硬度

GB/T9342

27

树脂浇注体硬度:球压痕硬度

GB/T3398

3、预浸料

1

预浸料挥发分含量

HB7736.4

2

预浸料树脂含量

HB7736.5

3

预浸料纤维含量

HB7736.5

4

预浸料树脂流动度

HB7736.6

5

预浸料凝胶时间

HB7736.7

6

预浸料粘性

HB7736.8

8

预浸纱带拉伸强度

GBT6057

4、复合材料

1

层压板成型

HB/Z305

2

试验用单向纤维增强塑料平板的制备

GB/T4550

3

加强片粘结

GB/T3354

4

试样机械加工

GB/T1446

5

试样制空

HB/Z189

6

外观检查和测量

GB/T1446

8

纤维体积含量

GB/T3366

显微镜法

9

树脂质量含量

GB/T3855-1984

萃取法

10

孔隙率

GB/T3365

显微镜法

21

纵向拉伸力学性能

GB/T3354

22

横向拉伸力学性能

GB/T3354

23

纵向压缩力学性能

ASTMD3410/D3410M03

标准试验方法

24

纵向压缩力学性能

GB/T3856

单向纤维平板

25

纵向压缩力学性能

GB/T5485

薄板

26

纵向压缩力学性能

GB/T5258

薄层板

27

横向压缩力学性能

ASTMD3410/D3410M03

标准试验方法

28

横向压缩力学性能

GB/T3856

单向纤维平板

29

横向压缩力学性能

GB/T5485

薄板

30

横向压缩力学性能

GB/T5258

薄层板

31

纵横剪切力学性能

GB/T3355

32

层压板面内剪切

HB7237

33

层间剪切

JC/T773(GB/T3357)

34

弯曲性能

GB/T1449-2005

35

高低温力学性能

GB/T9979

36

湿热环境拉伸

HB7625

37

湿热环境压缩

HB7626

38

老化(暴露)环境力学性能

GB/T2573

39

开孔拉伸强度

HB6740

40

开孔压缩强度

HB6741

41

冲击后压缩强度CAI

GB/T21239-2007

落锤法

42

冲击后压缩强度CAI(小试样)

BSS7260

43

准静态压痕

ASTMD6264

44

边缘分层层间断裂韧性

HB7071

45

I型层间断裂韧性

HB7402

46

II型层间断裂韧性

HB7403

47

拉-拉疲劳性能

GJB2637

48

拉-拉疲劳性能

GB/T16779

49

拉-压、压-压疲劳试验

GJB2637

50

拉-压、压-压疲劳试验

HB5439

51

弯曲疲劳试验

HB7624

54

纤维环绕环形试样拉伸

GB/T1458

55

纤维环绕环形试样层间剪切

GB/T1461

57

无缺口拉伸

NASACR4751

58

无缺口压缩

NASACR4751

59

开孔和充填孔拉伸

NASACR4751

60

开孔压缩

NASACR4751

61

螺栓挤压

NASACR4751

62

层间拉伸

NASACR4751

63

夹层板平拉强度

GB/T1452-2005

64

夹层板平压性能

GB/T1453-2005

65

夹层板侧压性能

GB/T1454-2005

66

夹层板剪切性能

GB/T1455

67

夹层板弯曲性能

GB/T1456

68

增强制品含水率

GB/T9914.1-2013

质量法。

69

纤维增强塑料拉伸性能

GBT1447-2005

70

纤维增强塑料试验总则

GBT1446-2005

71

纤维增强水泥及其制品术语

GBT16309

72

导电及抗静电纤维电阻率

GBT15738

73

纤维增强塑料密度相对密度

GBT1463

  • 增强体纤维的检测方法、主要设备

增强体的检测方法及主要设备,汇集如下:

序号

检测项目

测定方法

主要仪器设备

1

原丝表面形貌及粗糙度

原子力显微镜法

原子力显微镜(具备轻敲模式;扫描分辨率0.1nm)

2

原丝微空洞缺陷

小角X射线散射法

四长狭缝准直X射线衍射仪(CuKa辐射;Ni滤片;发射波长0.15418nm)

3

原丝表面元素组成

X射线光电子能谱法

X射线光电子能谱仪(本底真空优于10-7Pa)

4

原丝丙烯腈单元立构规整度

碳13-核磁共振

傅里叶数字化核磁共振谱仪(400MHz)

5

原丝分子量及分布

浸胶渗透色谱法。

浸胶渗透色谱仪。

6

原丝共聚组成

红外光谱法

红外光谱仪(频率范围400-4000cm-1,分辨率4cm-1)

7

原丝共聚组成

质子-核磁共振法

核磁共振仪(300MHz以上,质子探头)

8

原丝晶区取向

X射线衍射法

X射线衍射仪(CuKa靶,发射波长0.1541nm)

9

原丝取向函数

红外光谱法

红外光谱仪(频率范围400-4000cm-1,分辨率4cm-1)

10

原丝玻璃化转化温度

示差扫描量热法

示差扫描量热仪,室温-200℃

11

原丝预氧化热效应

示差扫描量热法

示差扫描量热仪,室温-450℃

12

原丝热失重

动态热重法

热重分析仪,室温-800℃

13

原丝长丝密度及变异系数

质量法。

缕纱测长仪。

14

原丝(单丝)拉伸强度

机械拉伸法。

振动式细度仪;等速伸长型单纤维拉伸CRE。

15

原丝(单丝)拉伸强度变异系数

机械拉伸法。

振动式细度仪;等速伸长型单纤维拉伸CRE。

16

原丝(单丝)断裂伸长率

机械拉伸法。

振动式细度仪;等速伸长型单纤维拉伸CRE。

17

原丝(单丝)断裂伸长率变异系数

机械拉伸法。

振动式细度仪;等速伸长型单纤维拉伸CRE。

18

原丝短纤线密度

质量法。

放大100倍投影仪或振动式细度仪。

19

原丝(长丝)拉伸强度

机械拉伸法。

等速伸长型单纤维拉伸CRE

20

原丝(长丝)拉伸强度变异系数

机械拉伸法。

等速伸长型单纤维拉伸CRE

21

原丝(长丝)断裂伸长率

机械拉伸法。

等速伸长型单纤维拉伸CRE

22

原丝(长丝)断裂伸长率变异系数

机械拉伸法。

等速伸长型单纤维拉伸CRE

23

原丝溶剂残留

气相色谱法。

气相色谱仪(柱长30m,内径0.25mm,材料熔融石英,固定相DB-WAX,液相厚度0.25μm)

24

碳纤维表面形貌及粗糙度

原子力显微镜法

原子力显微镜(具备轻敲模式;扫描分辨率0.1nm)

25

碳纤维微空洞缺陷

小角X射线散射法

四长狭缝准直X射线衍射仪(CuKa辐射;Ni滤片;发射波长0.15418nm)

26

碳纤维表面元素组成

X射线光电子能谱法

X射线光电子能谱仪(本底真空优于10-7Pa)

27

碳纤维根数、直径

显微镜法;。

①透射显微镜(:500倍,分辨率2μm;②反射显微镜:1500倍,分辨率0.7μm。

29

碳纤维直径、横截面积

显微镜法

扫描电子显微镜或大于1000倍光学显微镜。

30

碳纤维直径、横截面积

显微测定非圆截面

扫描电子显微镜(SEM)或光学显微镜。

31

碳纤维直径、横截面积

激光衍射法

氦氖激光发射器,功率2mW

32

碳纤维密度

密度梯度柱法。

密度梯度柱,浮标精度0.0001.

33

碳纤维含碳量

元素分析仪

元素分析仪。

34

碳纤维上浆剂含量

重量法。

索氏萃取仪。

35

碳纤维灰分含量

重量法。

最高温度可达到1300℃的高温炉。

36

碳纤维浸润剂含量

重量法。

索氏萃取仪。

37

碳纤维拉伸强度和离散系数

机械拉伸。

拉力试验机。载荷及变形相对误差小于±

38

碳纤维拉伸模量和离散系数

机械拉伸。

拉力试验机。载荷及变形相对误差小于±

39

碳纤维断裂伸长率

机械拉伸。

拉力试验机。载荷及变形相对误差小于±

40

碳纤维直径(单丝)

显微镜法。

透射显微镜。

41

*纤维线密度(纤度)

质量法。

绕线架、分析天平等。

42

增强材料捻度的测定

捻度仪法。

捻度试验仪。

43

碳纤维导电性

欧姆法。

0.5级电流电压表。

44

*合成短纤维比电阻

比电阻仪法。

比电阻仪(10E6-10E15欧,精度±20%)。

45

机织物厚度

测微仪。

显示0.001mm电子或0.01mm刻度盘测微仪。

46

机织物宽度长度

测量。

测量尺误差不大于0.1cm。

47

机织物弯曲硬挺度

弯曲计法。

固定角弯曲计。

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