[发明专利]碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板中成分含量的测试方法

说明书

本申请提供了一种碳纤维‑玻璃纤维混杂纤维拉挤板中成分含量的测试方法，具体包括以下步骤：使用显微镜测定碳玻拉挤板样品的孔隙率a；采用浸渍法测定碳玻拉挤板样品的体积V₀和密度ρ₀，并进行修正，计算得到碳玻拉挤板样品的实际体积V₁和实际密度ρ₁；将上一步处理的碳玻拉挤板样品烘干冷却，并称出质量m₀；采用煅烧法测定碳玻拉挤板样品中玻璃纤维的质量m_G，并计算得出玻璃纤维的质量百分比含量FWF_G；计算得到碳玻拉挤板样品中玻璃纤维的体积百分比含量FVF_G；根据复合材料混合定律，计算得到碳玻拉挤板样品中碳纤维的质量百分比含量FWF_C和树脂的质量百分比含量FWF_R。该测试方法安全、准确、方便，可被广泛应用。

技术领域

本申请属于纺织行业纺织品成分定量分析领域，具体涉及一种碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板中成分含量的测试方法。

背景技术

随着复合材料行业的发展，玻璃纤维-碳纤维混杂纤维复合材料成为新兴的强韧性结构材料，目前应用在风电叶片、桥梁加固、压缩天然气瓶(航天航空)及固体火箭发动机壳体等宇航结构件，使产品实现了高模量、高韧性、低造价、低重量的优点。碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板(碳玻拉挤板)是一种由玻璃纤维、碳纤维和树脂采用拉挤工艺制作而成的三元复合材料。由于碳纤维可燃烧材料，不能采用煅烧法测试其纤维含量，所以目前一般采用烧失法与消解法(强硫酸洗)相结合的方法来测定。但这种方法需要使用强硫酸，操作步骤不安全，存在较大的危险。因此，研究一种能够安全、方便测试碳玻拉挤板中成分含量的方法是本领域技术人员亟待解决的课题。

发明内容

本申请旨在提供一种安全、准确、方便的碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板中成分含量的测试方法。该测试方法没有使用浓硫酸，而是结合了煅烧法、测量质量和密度的浸渍法、复合材料混合定律等多个安全的步骤；该测试方法采用孔隙率对碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板的体积和密度等参数进行修正，从而提高碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板中各成分含量的准确度；同时该测试方法也没有提高工作量。

为了实现以上技术效果，本申请采用了以下技术方案：

本申请提供的一种碳纤维-玻璃纤维混杂纤维拉挤板中成分含量的测试方法，具体包括以下步骤：

A使用显微镜测定碳玻拉挤板样品的孔隙率a；

B采用浸渍法测定碳玻拉挤板样品的体积V₀和碳玻拉挤板样品的密度ρ₀，然后利用孔隙率a对碳玻拉挤板样品的体积和密度进行修正，计算得到碳玻拉挤板样品的实际体积V₁和碳玻拉挤板样品的实际密度ρ₁；

C将经过步骤B处理的碳玻拉挤板样品烘干冷却，并称出质量m₀；

D采用煅烧法测定碳玻拉挤板样品中玻璃纤维的质量m_G，并根据公式计算得出玻璃纤维的质量百分比含量FWF_G；

E计算得到碳玻拉挤板样品中玻璃纤维的体积百分比含量FVF_G；

F根据复合材料混合定律，计算得出碳玻拉挤板样品中碳纤维的质量百分比含量FWF_C和树脂的质量百分比含量FWF_R。

优选地，所述步骤A的具体操作为：

A1用切割机裁取得到用于测定孔隙率的碳玻拉挤板样品；

A2用树脂包裹碳玻拉挤板样品，然后研磨纤维横截面方向，得到在显微镜下清晰可见的研磨面；

A3使用显微镜观察研磨面，记录孔隙位置的总面积和观察视野的面积；