適用機型:馥勒FL纖維單絲拉伸試驗機;可執行標準:GB/T 14337、FZ/T 50046、ISO 5079、ASTM D3822、ASTM C1557(碳纖維/陶瓷單絲)。
測試原理:夾持單根纖維單絲,以恒定速率拉伸直至斷裂,采集斷裂最大力,結合單絲截面積計算拉伸強度,軟件同步輸出斷裂伸長率、彈性模量、應力應變曲線。
一、試驗前準備
1. 設備與配件
FL單絲拉力主機、高分辨率力傳感器(小力值傳感器優先,單絲力值極小)、馥勒專用單絲氣動/膠粘夾具(防止夾口壓斷纖維);高溫測試選配高溫爐、真空/氣氛環境腔。
工具:體式顯微鏡/激光測徑儀(測量單絲直徑,計算截面積)、鑷子、試樣卡框、溫濕度箱。
軟件:FULETEST測控軟件,采樣頻率≥2000Hz,位移分辨率0.04μm。
2. 試樣制備與調濕
取樣:從絲束隨機抽取單絲,剔除表面有劃痕、缺陷的樣品;每組有效試樣≥20根(高性能纖維需更多用于Weibull統計);
調濕:紡織類纖維按GB/T 6529在標準溫濕度(23℃、50%RH)平衡調濕;陶瓷/碳纖維可常溫直接測試;
直徑測量:每根單絲在標距段3處測直徑,取平均值;單絲截面積A=π(d/2)2。
3. 設備校準與參數設置
1)開機預熱,執行力值、位移零點校準;傳感器按需砝碼校準;
2)軟件參數設定:
·標距(夾持間距,常用10mm/20mm,按標準);
·拉伸速度:紡織纖維2mm/min;碳纖維/陶瓷單絲0.5~1mm/min;
·預張力:按纖維線密度施加微小預拉,消除松弛,不能拉伸損傷單絲;
·輸入單絲直徑,軟件自動計算截面積;
·試驗終止條件:力值下降至斷裂閾值;
二、上機測試操作步驟
1.調整上下夾具距離至設定標距,力值清零;
2.裝夾單絲:用鑷子將單絲放入夾具,保證纖維與拉力軸線同軸,無偏斜扭轉;推薦紙框載樣法:單絲粘在紙框上,裝夾到位后剪斷紙框兩側,避免夾持損傷單絲(陶瓷/碳纖維單絲);
3.確認單絲無滑移、無初始損傷,啟動試驗;
4.橫梁勻速拉伸,軟件實時采集力-位移曲線;單絲斷裂自動停止;
5.判定試驗有效性:
? 有效:斷裂發生在標距區間內;
? 無效:斷裂在夾具口、夾持打滑、裝夾時預先拉斷,該數據舍棄,補測樣品;
6.依次完成全部平行試樣;
三、結果計算公式(馥勒軟件自動計算)
1.拉伸強度 σ (MPa)
σ= F max /A
F max:單絲斷裂最大力 (N); A:單絲橫截面積 ( mm 2 )
2.斷裂伸長率、彈性模量由應力應變曲線自動輸出;軟件自動計算平均值、標準差、離散系數;陶瓷/碳纖維可做Weibull分布統計分析。
四、試驗報告輸出內容(FULETEST軟件)
樣品信息、試驗標準、環境溫濕度、標距、拉伸速度、單絲直徑、斷裂力、拉伸強度、斷裂伸長率、彈性模量、力-位移曲線、應力應變曲線、有效試樣數量、數據統計結果。
五、關鍵注意事項
1.單絲極細,優先選用小量程力傳感器;夾具禁止硬金屬直接夾持,墊軟膠或采用紙框法,減少夾口斷裂概率;
2.裝夾不能施加過大預張力,防止試樣提前損傷;
3.若需要高溫測試,馥勒設備可配置高溫爐,支持大氣、惰性氣氛、真空環境下單絲拉伸測試;
4.試驗完成清理夾具,傳感器定期校準。
主營高溫萬能試驗機,高溫拉伸試驗機,真空高溫拉伸試驗機,高低溫萬能試驗機,高低溫拉伸試驗機等產品