標準名稱 碳纖維增加塑料纖維體積含量檢驗方法(顯微鏡法) 標準類型 中華人民共和國國家標準標準名稱(英) Test method for volume content of fiber of carbon fiber reinforced plastics by microscopy 國際代碼 UDC 678.077:677.52.017.224.2 代替標準號 代替 3366-82 標準發(fā)布單位國家標準局發(fā)布 標準發(fā)布日期 1982-12-28發(fā)布標準實施日期 1983-10-01實施
本方法適用于測定單向、正交及多向鋪層的碳纖維增強塑料的纖維體積含量,但不適用于 織物增強的塑料。 1 原理 1.1 本方法的原理是在單向碳纖維增強塑料上取一與纖維軸向垂直的截面,進行磨平拋光 ,用金相顯微鏡攝取兩種放大倍數(shù)的顯微照片。在小倍數(shù)顯微照片上測定觀測面積內(nèi)的纖維 根數(shù),在大倍數(shù)顯微照片上測得單根纖維平均截面積。根據(jù)觀測面積內(nèi)的纖維根數(shù)和纖維平 均截面積,求得觀測面積內(nèi)的纖維總截面積,由于纖維平行排列,所以此纖維總截面積與觀 測面積之比,即為該試樣的纖維體積含量。 2 試樣及其制備 2.1 取樣 2.1.1 按材料或部件技術(shù)條件規(guī)定確定取樣方式和樣品個數(shù)。 2.1.2 單向鋪層的樣品,在垂直于纖維軸向切取兩個橫截面長為10mm、寬為樣品全厚、高 (即沿纖維軸向)為10mm的試樣。 2.1.3 正交及多向鋪層的樣品,在垂直于纖維軸向,互相垂直的兩個方向上按2?1?2各 切兩個試樣。 2.1.4 試樣在切取過程中應(yīng)防止產(chǎn)生分層、振裂、過熱等現(xiàn)象。 2.2 制樣 2.2.1 試樣在切取過程中應(yīng)防止產(chǎn)生分層、振裂、過熱等現(xiàn)象。 將切取的試樣包埋于適當?shù)陌駝┲?。包埋劑可采?18環(huán)氧樹脂每10g加多乙烯多胺1g ,室溫固化,也可以采用其他包埋材料。 2.2.2 試樣的磨平和拋光 將包埋好的試樣在磨片機上依次用由粗到細的水磨砂紙在流動水下濕磨。而后在拋光機 上用適當?shù)膾伖饪椢?如絲絨)和拋光膏(如W0?5人造金剛石研磨膏)拋光,至試片內(nèi)纖維在 顯微鏡下清晰可見為止。 3 試驗用設(shè)備和材料 3.1 試驗用設(shè)備 3.1.1 金相顯微鏡,附有攝影裝置及測微尺 3.1.2 金相磨片、拋光設(shè)備。 3.1.3 電子計算器或手撳計數(shù)器。 3.1.4 求積儀。 3.2 試驗用材料 3.2.1 包埋用材料 3.2.2 水磨砂紙。 3.2.3 拋光織物及拋光膏。 3.2.4 照相用材料。 4 試驗步驟 4.1 顯微攝影 4.1.1 將拋光好的試樣置于金相顯微鏡的載物臺上。 4.1.2 在200倍下攝取三個視野的照片各一張,用來測定各視野中觀測面積內(nèi)的纖維根數(shù) 。1標定放大倍數(shù)。 4.1.3 在1200倍(或大于1200倍)下攝取顯微照片一張,用來測定纖維的平均截面積。1 標定放大倍數(shù)。 4.2 纖維根數(shù)的測定 4.2.1 在按4?2?1攝得的照片上用顏色筆借助電子計算器或手撳計數(shù)器,對觀測面積內(nèi) 的纖維逐根進行點數(shù)。 4.2.2 在觀測面積邊緣計數(shù)纖維根數(shù)時,大于半根者以一根計,小于半根者不計。 4.3 纖維截面積的測定 4.3.1 在按4.1.3攝得的顯微照片上,用求積儀或其他方法求得25根纖維的平均截面積。 如纖維為圓形截面,可測量纖維直徑來計算截面積。 5 試驗結(jié)果的計算 5.1 每個視野中觀測面積內(nèi)的纖維體積含量按式(1)計算: N·Af Vf=--------……………………………………(1) A 式中:Nf——每個視野中觀測面積內(nèi)的纖維體積含量,%; N——觀測面積內(nèi)的纖維根數(shù); Af——單根纖維的平均截面積,μm[2]; A——觀測面積,μm[2]。 5.2 每組試樣的纖維體積含量以各個視野中觀測面積內(nèi)測定結(jié)果的平均值及標準誤差和離 散系數(shù)為試驗結(jié)果。 5.2.1 纖維體積含量的平均值按式(2)計算: n ?Vfi - i=1 Vf=-------…………………………………………(2) n - 式中:Vf——纖維體積含量的平均值,%; n——視野個數(shù)。 5.2.3 纖維體積含量的標準誤差S(%)按式(3)計算: n - ?(Vfi-Vf)[2] i=1 S=--------------- ………………………………(3) n-1 5.2.4 纖維體積含量的離散系數(shù)CV(%)按式(4)計算: S Cv=-----×100 ……………………………………(4) - Vf 6 試驗報告 試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容: a?試驗項目名稱; b?樣品名稱、批號和來源; c?試驗方法標準; d?試驗結(jié)果; e?試驗人員、日期及其他。 ______________ 附加說明: 本標準由中華人民共和國航空工業(yè)部提出,由全國塑料標準化技術(shù)委員會纖維增強 塑料分會歸口。 本標準由航空材料研究所負責起草。 本標準主要起草人張錫昌、居筱曼。

