本方法適用于將碳纖維復(fù)絲浸膠后測定其拉伸強度、拉伸彈性模量和斷裂伸長率。  1 試樣    1.1 試樣形狀及尺寸      測定碳纖維復(fù)絲拉伸能用的試樣形狀及尺寸如圖1所示。     1.2 試樣制備   1.2.1 試樣由碳纖維復(fù)絲浸漬環(huán)氧基樹脂膠液制成。供參考的膠液配方見附錄A。   1.2.2 碳纖維復(fù)絲在浸膠前應(yīng)預(yù)先在3?1規(guī)定的條件下至少放置24h。   1.2.3 纖維復(fù)絲可用手工或機器法浸膠。手工浸膠法參考附錄B。   1.2.4 試樣按圖1要求的尺寸，在兩端用0?2～0?4mm厚的紙片膠固?？捎萌魏问覝毓袒? 的膠粘劑。   1.3 試樣外觀和含膠量   1.3.1 試樣應(yīng)浸膠均勻，光滑，平直，無缺陷。   1.3.2 由復(fù)絲浸膠制成的試樣，含膠量應(yīng)控制在35%～50%的范圍內(nèi)。  2 試驗設(shè)備    2.1 采用無慣性拉力機。載荷相對誤差不超過±1%。備有自動記錄負荷-變形曲線的裝置  。記錄儀裝置走紙速度誤差不超過±1%。   3 試驗條件    3.1 試驗標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件，溫度為23±2℃，空氣相對濕度為50±5%。   3.2 在其他條件下進行試驗時，應(yīng)將試驗環(huán)境溫度和空氣相對濕度在試驗報告中注明。  4 試驗步驟    4.1 檢查試樣外觀。測量試樣標(biāo)距，1到0?5mm。   4.2 調(diào)整試驗機惡化頭移動速度，可在1～20mm/min范圍內(nèi)任選一檔速度。   4.3 調(diào)整記錄儀走紙速度，使其不小于夾具移動速度的40倍。   4.4 裝夾試樣，要求復(fù)絲和上下夾具的加載軸線相重合。  5 試驗結(jié)果及計算    5.1 試樣數(shù)目     每組試驗測10個試樣。如試樣斷在夾具處，該試樣試驗結(jié)果無效。每組試驗有效試樣應(yīng)  不少于6個。有效試樣不足6個時，應(yīng)進行重復(fù)試驗。   5.2 拉伸強度、拉伸彈性模量和斷裂伸長率的計算   5.2.1 從負荷-變形曲線計算拉伸強度〓表觀拉伸彈性模量和斷襲伸長率。                                      P                                  σt=-----……………………………………………(1)                                       A  式中：σt——拉伸強度，kgf/cm[2](MPa);          P——破壞載荷，kgf(N);          A——復(fù)絲截面積，mm[2](m[2])。      注：復(fù)絲截面積測定法見附錄C。   5.2.1.2 表觀拉伸彈性模量Ea按式(2)計算：                                    △P     L                                Ea=-----×-----………………………………………(2)                                     A     △i   式中：Ea——表觀拉伸彈性模量，kgf/mm[2](MPa)；        △P——由負荷-變形曲線初始直線段上截取的負荷值，kgf(N)；          L——試樣標(biāo)距，mm；        △i——標(biāo)距內(nèi)對應(yīng)于△P的變形增量，mm。   5.2.1.3 斷裂伸長率(%)?按式(3)計算：                                     △L                                 ?=-----×100…………………………………………(3)                                       L   式中：?——斷裂伸長率，%；        △L——表觀斷裂伸長，mm(見圖2)。   5.2.2 按附錄D“拉伸彈性模量修正計算方法”從表觀拉伸彈性模量Ea計算拉伸彈性模量E  t。   5.3 算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和離散系數(shù)的計算     根據(jù)需要計算每組試樣試驗結(jié)果的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和離散系數(shù)。                                     -   5.3.1 每組試樣試驗結(jié)果的算術(shù)平均值X按式(4)計算，取三位有效數(shù)字。                           n                           ?Xi                       -   i=1                       X=-------…………………………………………………………(4)                            n  式中：Xi——單個有效試樣測得的值；         n——有效試樣個數(shù)。   5.3.2 每組試樣的標(biāo)準(zhǔn)誤差S按式(5)計算，取兩位有效數(shù)字。                           n     -                           ?(Xi-X)[2]                          i=1                       S=-------…………………………………………………………(5)                           n-1   5.3.3 每組試樣的離散系數(shù)CV(%)按式(6)計算，取兩位有效數(shù)字。                             S                        CV=-----×100……………………………………………………(6)                             X   6 試驗報告    試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：   a?纖維生產(chǎn)廠名；   b?纖維類型和牌號；   c?試驗方法標(biāo)準(zhǔn)；   d?浸漬復(fù)絲用膠粘劑，浸膠方法和含膠量；   e?試驗機型號和夾頭移動速度；   f?試驗環(huán)境條件；   g?試驗結(jié)果，包括每組試樣的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和離散系數(shù)；   h?試驗人員、試驗日期及其他需要說明的情況。                                           附 錄 A                                       (參考件)     浸漬碳纖維復(fù)絲膠液推薦使用下列配方之一： A.1  648酚醛環(huán)氧樹脂每10g加三氟化硼-單乙胺固化劑0?3g，以丙酮作溶劑。晾干后，于1  70±2℃固化，時間不少于30min。 A.2  6101環(huán)氧樹脂每10g加三乙烯四胺固化劑1g，以丙酮作溶劑。晾干后，于120±2℃固化  ，時間不少于30min。 A.3  618環(huán)氧樹脂每10g加三乙烯四胺固化劑1g，以丙酮作溶劑。晾干后，于120±2℃固化  ，時間不少于30min。                                         附 錄 B                                 碳纖維復(fù)絲手工浸膠法                                        (參考件) B.1 剪取約500mm長的一根復(fù)絲，用手拿住兩端使其在浸膠槽內(nèi)勻速往返一次。 B.2 浸過膠的復(fù)絲放在框架上，加一定的張力，使復(fù)絲橫向拉直繃緊在框架上，然后把框架  放在烘箱內(nèi)進行固化。固化后從烘箱內(nèi)取出框架，按圖1尺寸剪下復(fù)絲。                                         附 錄 C                                   復(fù)絲截面積測定法                                        (參考件)  C.1 方法原理    復(fù)絲截面積由復(fù)絲的線密除以纖維密度求得。 C.2 樣品準(zhǔn)備    測定纖維復(fù)絲線密度和纖維密度用的碳纖維樣品試驗前應(yīng)在3?1規(guī)定的條件下至少放置2  4h。 C.3 復(fù)絲線密度的測定   C.3.1 把纖維復(fù)絲拉直，截取三根1米長的復(fù)絲，測量長度準(zhǔn)確到±0?5mm。   C.3.2 用萬分之一天平稱量樣品，準(zhǔn)確到0?1mg。取三根復(fù)絲樣品測量結(jié)果的算術(shù)平均值  ，作為復(fù)絲線密度(t)。 C.4 纖維密度的測定    測定碳纖維的密度，可用浮沉法，也可用密度梯度法。   C.4.1 用浮沉法測碳纖維密度   C.4.1.1 選擇適當(dāng)溶劑洗去復(fù)絲表面上的保護膠，干燥后取用。   C.4.1.2 將化學(xué)純的正庚烷和二溴乙烷配成密度和所測纖維密度相近似的混合液，注入具  塞量筒內(nèi)。   C.4.1.3 用剪刀將纖維復(fù)絲剪成0?5～1mm長的纖維末，放入具塞量筒內(nèi)的混合液中，用  玻璃棒攪拌，使纖維末分散在混合液中，蓋上磨口塞。將具塞量筒放在25±1℃的恒溫水浴  里(具塞量筒的塞及頸部要露出水面)。   C.4.1.4 觀察混合液。如纖維末在混合液內(nèi)上浮或下沉，則需要相應(yīng)加入正庚烷或二溴乙  烷，以調(diào)節(jié)混合液密度，直至纖維末在混合液內(nèi)均勻分布。在25±1℃的水浴內(nèi)放置4h，如  纖維末在混合液內(nèi)仍均勻分布，即可認(rèn)為混合液的密度與纖維的密度已經(jīng)相同。   C.4.1.5 用比重計測量該溫度下混合液的密度，測得的混合液密度值即為纖維的密度值(d  )。   C.4.2 用密度梯度管法測碳纖維密度   C.4.2.1 密度梯度管的配制     將四氯化碳(密度1?596g/cm[3])與三溴甲烷(密度2?890g/cm[3])兩種液體，按比例配  制成密度不同的混合液體。重液和輕液可以是純的溶劑，也可以是兩種液體的混合液，按容  積法確定四氯化碳和三溴甲烷的體積，計算公式如下：                            d·V=A·a+B(V-a)…………………………………………(C1)   式中：d——混合液的密度，gcm[3]；         V——混合液的體積，cm[3]；         A——重液的密度，gcm[3]；         B——輕液的密度，gcm[3]；         a——重液的體積，cm[3]；     (V-a)——輕液的體積，cm[3]。    不同密度的混合液體，用精度為0?001的比重計，檢查混合液的密度，如密度和所需密  度有偏差可補加輕液或重液，直至達到所要求的密度為止。然后由輕到重依次將各組分的混  合液，通過一個帶漏斗的直徑為0?8～1mm的毛細管加入帶刻度的有蓋梯度管中，梯度管見  圖C。當(dāng)最后一組混合液加完之后，輕輕取出毛細管，將梯度管蓋上蓋子，置于25±0?5℃  的恒溫水浴槽中，靜止24h，穩(wěn)定后即可使用。   C.4.2.2 密度梯度管的校驗     將特制標(biāo)準(zhǔn)密度小球4～5粒，由密度大到小依次扔入管中。經(jīng)平衡4h后，通過測高儀求  得各標(biāo)準(zhǔn)球的相對高度。借助已知標(biāo)準(zhǔn)球密度求得該梯度管高度-密度曲線，在曲線中接近  直線部分的高度要不小于5cm，并且直線部分每厘米液柱高度的密度相差在0?002g/cm[3]以  內(nèi)方可使用。   C.4.2.3 試樣的準(zhǔn)備     先將纖維整理成束，然后抽出小束打成4只直徑約為0?5cm的圓形小圈，要求小圈表面  光滑沒有毛絲。對各種上膠纖維用適當(dāng)方法脫膠，一般用丙酮浸4h左右。在60℃烘箱中烘干  2h，然后在干燥器中冷卻0?5h。將干燥纖維浸沒在與纖維密度相近的混合液中，放在離心  機的試管里，以每分鐘2000轉(zhuǎn)的速度離心脫泡15min，排除纖維中的空氣。   C.4.2.4 密度的測試     將離心脫泡后的纖維，迅速移入梯度管，平衡4h，用測高儀測出纖維球的高度以及與標(biāo)  準(zhǔn)球相對應(yīng)的高度。   C.4.2.5 密度的計算     根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)球的已知密度，用內(nèi)插法按相對高度比值求得纖維圈的密度值，計算公式如下  ：                         X-b                     dX=------(da-db)+db………………………………………………(C2)                         a-b    式中：dX——樣品密度，g/cm[3]；           X——樣品高度，mm；           a——重球高度，mm；           b——輕球高度，mm；          da——重球密度，gcm[3]；          db——輕球密度，g/cm[3]。   C.5 復(fù)絲截面積的計算      復(fù)絲截面積A按式(C3)計算：                                      i                                   A=----……………………………………………(C3)                                      d   式中：A——復(fù)絲截面積，mm[2]；         t——復(fù)絲的線密度，g/m；         d——復(fù)絲的密度值，g/cm[3]。       面積A、線密度t、密度d均取三位有效數(shù)字。