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  • 碳纖維及復合材料檢測標準

    提要:

    匯集整理搜集的有關碳纖維復合材料檢測標準項目,包括國家標準(GB)、航空標準(HB)及美國材料協會標準(ASTMD)等,供參考。部分標準的資料附后。

    • 碳纖維及其復合材料檢測簡述

    碳纖維及其復合材料的檢測,目的是為了:描述碳纖維及其復合材料體系的物化、力學及工藝特征,表征體系材料的外貌、微觀結構和組成。

    包括以下內容:(1)外觀形貌及微觀結構的觀測;(2)物理及化學性能的檢測;(3)力學性能的檢測;(4)其他特別需要檢測的項目。

    • 檢測標準匯集

    1、增強材料

    檢測標準匯集如下:

    序號

    檢測項目

    使用標準

    測定方法

    1

    原絲表面形貌及粗糙度

    GB/T23442-2009

    原子力顯微鏡(AFM)法

    2

    原絲微空洞缺陷

    GB/T23442-2009

    小角X射線散射法(SAXD)

    3

    原絲表面元素組成

    GB/T23442-2009

    X射線光電子能譜法(XPS)

    4

    原絲丙烯腈單元立構規整度

    GB/T23442-2009

    碳13-核磁共振(NMR)

    5

    原絲分子量及分布

    GB/T23442-2009

    浸膠滲透色譜(GPC)法。

    6

    原絲共聚組成

    GB/T23442-2009

    紅外光譜(IR)法

    7

    原絲共聚組成

    GB/T23442-2009

    質子-核磁共振(H-NMR)法

    8

    原絲晶區取向

    GB/T23442-2009

    X射線衍射(XRD)法

    9

    原絲取向函數

    GB/T23442-2009

    紅外光譜(IR)法

    10

    原絲玻璃化轉化溫度

    GB/T23442-2009

    示差掃描量熱法(DSC)

    11

    原絲預氧化熱效應

    GB/T23442-2009

    示差掃描量熱法(DSC)

    12

    原絲熱失重

    GB/T23442-2009

    動態熱重法(TGA)

    13

    原絲長絲密度及變異系數

    GB/T14343-2008

    質量法。

    14

    原絲(單絲)拉伸強度

    GB/T14337-2008

    機械拉伸法。

    15

    原絲(單絲)拉伸強度變異系數

    GB/T14337-2008

    機械拉伸法。

    16

    原絲(單絲)斷裂伸長率

    GB/T14337-2008

    機械拉伸法。

    17

    原絲(單絲)斷裂伸長率變異系數

    GB/T14337-2008

    機械拉伸法。

    18

    原絲短纖線密度

    GB/T14335-2008

    質量法。

    19

    原絲(長絲)拉伸強度

    GB/T19975-2005

    機械拉伸法。

    20

    原絲(長絲)拉伸強度變異系數

    GB/T19975-2005

    機械拉伸法。

    21

    原絲(長絲)斷裂伸長率

    GB/T19975-2005

    機械拉伸法。

    22

    原絲(長絲)斷裂伸長率變異系數

    GB/T19975-2005

    機械拉伸法。

    23

    原絲溶劑殘留

    FZ/T54065

    氣相色譜法(仲裁法)。

    24

    碳纖維表面形貌及粗糙度

    GB/T23442-2009

    原子力顯微鏡(AFM)法

    25

    碳纖維微空洞缺陷

    GB/T23442-2009

    小角X射線散射法(SAXD)

    26

    碳纖維表面元素組成

    GB/T23442-2009

    X射線光電子能譜法(XPS)

    27

    碳纖維根數、直徑

    GB/T3364-2008???? ?

    顯微鏡法;。

    28

    碳纖維直徑、橫截面積

    GB/T29762-2013

    方法1:計算法

    29

    碳纖維直徑、橫截面積

    GB/T29762-2013

    方法2:顯微鏡法

    30

    碳纖維直徑、橫截面積

    GB/T29762-2013

    方法3:顯微測定非圓截面

    31

    碳纖維直徑、橫截面積

    GB/T29762-2013

    方法4:激光衍射法

    32

    碳纖維密度

    GB/T30019-2013

    密度梯度柱法。

    33

    碳纖維含碳量

    GB/T26752-2011

    元素分析儀

    34

    碳纖維上漿劑含量

    GB/T26752-2011

    重量法。

    35

    碳纖維灰分含量

    GB/T26752-2011

    重量法。

    36

    碳纖維浸潤劑含量

    GB/T29761-2013

    重量法。

    37

    碳纖維拉伸強度和離散系數

    GB/T3362-2005

    機械拉伸。

    38

    碳纖維拉伸模量和離散系數

    GB/T3362-2005

    機械拉伸。

    39

    碳纖維斷裂伸長率

    GB/T3362-2005

    機械拉伸。

    40

    碳纖維直徑(單絲)

    GB/T3364

    顯微鏡法。

    41

    *纖維線密度(纖度)

    GB/T7690.1-2013

    質量法。

    42

    增強材料捻度的測定

    GB/T7690.2-2013

    捻度儀法。

    43

    碳纖維導電性

    QJ3074-1998

    歐姆法。

    44

    *合成短纖維比電阻

    GB/T14342

    比電阻儀法。

    45

    機織物厚度

    GB/T7689.1-2013

    測微儀。

    46

    機織物寬度長度

    GB/T7689.3-2013

    測量。

    47

    機織物彎曲硬挺度

    GB/T7689.4-2013

    彎曲計法。

    2、樹脂基體

    1

    樹脂熔點、熔融熱

    ASTMD2117

    熱態顯微鏡法

    2

    樹脂熔點、熔融熱

    ASTME794

    熱分析法

    3

    樹脂軟化點

    GB/T12007.6

    環球法

    4

    樹脂基體流變性(剪切粘度等)

    動態介電分析

    5

    樹脂基體密度

    GB/T1033

    6

    樹脂基體揮發分含量

    ASTMD4526、3530

    7

    樹脂基體吸濕率

    GB/T1034

    8

    樹脂基體線膨脹系數

    GB/T1036

    9

    樹脂基體阻燃性能

    GB/T2406

    極限氧指數法

    10

    樹脂基體阻燃性能

    GB/T2407

    熾熱棒法

    11

    樹脂基體阻燃性能

    GB/T8323

    煙密度法

    12

    樹脂基體阻燃性能

    HB5875

    15

    樹脂基體的電性能(介電常數)

    GB/T1409

    16

    樹脂基體電擊穿強度

    GB/T1408.1

    17

    樹脂基體電阻常數

    GB/T1410-2006

    19

    樹脂澆鑄體拉伸性能(大試樣)

    GB/T2568

    20

    樹脂澆鑄體拉伸性能(小試樣)

    GB/T16421

    21

    樹脂澆鑄體壓縮性能

    GB/T2569

    22

    樹脂澆鑄體剪切性能

    GB/T15598

    23

    樹脂澆鑄體彎曲性能

    GB/T2570

    24

    樹脂澆鑄體沖擊性能

    GB/T2571

    25

    樹脂澆注體硬度:邵氏硬度

    GB/T2411

    26

    樹脂澆注體硬度:洛氏硬度

    GB/T9342

    27

    樹脂澆注體硬度:球壓痕硬度

    GB/T3398

    3、預浸料

    1

    預浸料揮發分含量

    HB7736.4

    2

    預浸料樹脂含量

    HB7736.5

    3

    預浸料纖維含量

    HB7736.5

    4

    預浸料樹脂流動度

    HB7736.6

    5

    預浸料凝膠時間

    HB7736.7

    6

    預浸料粘性

    HB7736.8

    8

    預浸紗帶拉伸強度

    GBT6057

    4、復合材料

    1

    層壓板成型

    HB/Z305

    2

    試驗用單向纖維增強塑料平板的制備

    GB/T4550

    3

    加強片粘結

    GB/T3354

    4

    試樣機械加工

    GB/T1446

    5

    試樣制空

    HB/Z189

    6

    外觀檢查和測量

    GB/T1446

    8

    纖維體積含量

    GB/T3366

    顯微鏡法

    9

    樹脂質量含量

    GB/T3855-1984

    萃取法

    10

    孔隙率

    GB/T3365

    顯微鏡法

    21

    縱向拉伸力學性能

    GB/T3354

    22

    橫向拉伸力學性能

    GB/T3354

    23

    縱向壓縮力學性能

    ASTMD3410/D3410M03

    標準試驗方法

    24

    縱向壓縮力學性能

    GB/T3856

    單向纖維平板

    25

    縱向壓縮力學性能

    GB/T5485

    薄板

    26

    縱向壓縮力學性能

    GB/T5258

    薄層板

    27

    橫向壓縮力學性能

    ASTMD3410/D3410M03

    標準試驗方法

    28

    橫向壓縮力學性能

    GB/T3856

    單向纖維平板

    29

    橫向壓縮力學性能

    GB/T5485

    薄板

    30

    橫向壓縮力學性能

    GB/T5258

    薄層板

    31

    縱橫剪切力學性能

    GB/T3355

    32

    層壓板面內剪切

    HB7237

    33

    層間剪切

    JC/T773(GB/T3357)

    34

    彎曲性能

    GB/T1449-2005

    35

    高低溫力學性能

    GB/T9979

    36

    濕熱環境拉伸

    HB7625

    37

    濕熱環境壓縮

    HB7626

    38

    老化(暴露)環境力學性能

    GB/T2573

    39

    開孔拉伸強度

    HB6740

    40

    開孔壓縮強度

    HB6741

    41

    沖擊后壓縮強度CAI

    GB/T21239-2007

    落錘法

    42

    沖擊后壓縮強度CAI(小試樣)

    BSS7260

    43

    準靜態壓痕

    ASTMD6264

    44

    邊緣分層層間斷裂韌性

    HB7071

    45

    I型層間斷裂韌性

    HB7402

    46

    II型層間斷裂韌性

    HB7403

    47

    拉-拉疲勞性能

    GJB2637

    48

    拉-拉疲勞性能

    GB/T16779

    49

    拉-壓、壓-壓疲勞試驗

    GJB2637

    50

    拉-壓、壓-壓疲勞試驗

    HB5439

    51

    彎曲疲勞試驗

    HB7624

    54

    纖維環繞環形試樣拉伸

    GB/T1458

    55

    纖維環繞環形試樣層間剪切

    GB/T1461

    57

    無缺口拉伸

    NASACR4751

    58

    無缺口壓縮

    NASACR4751

    59

    開孔和充填孔拉伸

    NASACR4751

    60

    開孔壓縮

    NASACR4751

    61

    螺栓擠壓

    NASACR4751

    62

    層間拉伸

    NASACR4751

    63

    夾層板平拉強度

    GB/T1452-2005

    64

    夾層板平壓性能

    GB/T1453-2005

    65

    夾層板側壓性能

    GB/T1454-2005

    66

    夾層板剪切性能

    GB/T1455

    67

    夾層板彎曲性能

    GB/T1456

    68

    增強制品含水率

    GB/T9914.1-2013

    質量法。

    69

    纖維增強塑料拉伸性能

    GBT1447-2005

    70

    纖維增強塑料試驗總則

    GBT1446-2005

    71

    纖維增強水泥及其制品術語

    GBT16309

    72

    導電及抗靜電纖維電阻率

    GBT15738

    73

    纖維增強塑料密度相對密度

    GBT1463

    • 增強體纖維的檢測方法、主要設備

    增強體的檢測方法及主要設備,匯集如下:

    序號

    檢測項目

    測定方法

    主要儀器設備

    1

    原絲表面形貌及粗糙度

    原子力顯微鏡法

    原子力顯微鏡(具備輕敲模式;掃描分辨率0.1nm)

    2

    原絲微空洞缺陷

    小角X射線散射法

    四長狹縫準直X射線衍射儀(CuKa輻射;Ni濾片;發射波長0.15418nm)

    3

    原絲表面元素組成

    X射線光電子能譜法

    X射線光電子能譜儀(本底真空優于10-7Pa)

    4

    原絲丙烯腈單元立構規整度

    碳13-核磁共振

    傅里葉數字化核磁共振譜儀(400MHz)

    5

    原絲分子量及分布

    浸膠滲透色譜法。

    浸膠滲透色譜儀。

    6

    原絲共聚組成

    紅外光譜法

    紅外光譜儀(頻率范圍400-4000cm-1,分辨率4cm-1)

    7

    原絲共聚組成

    質子-核磁共振法

    核磁共振儀(300MHz以上,質子探頭)

    8

    原絲晶區取向

    X射線衍射法

    X射線衍射儀(CuKa靶,發射波長0.1541nm)

    9

    原絲取向函數

    紅外光譜法

    紅外光譜儀(頻率范圍400-4000cm-1,分辨率4cm-1)

    10

    原絲玻璃化轉化溫度

    示差掃描量熱法

    示差掃描量熱儀,室溫-200℃

    11

    原絲預氧化熱效應

    示差掃描量熱法

    示差掃描量熱儀,室溫-450℃

    12

    原絲熱失重

    動態熱重法

    熱重分析儀,室溫-800℃

    13

    原絲長絲密度及變異系數

    質量法。

    縷紗測長儀。

    14

    原絲(單絲)拉伸強度

    機械拉伸法。

    振動式細度儀;等速伸長型單纖維拉伸CRE。

    15

    原絲(單絲)拉伸強度變異系數

    機械拉伸法。

    振動式細度儀;等速伸長型單纖維拉伸CRE。

    16

    原絲(單絲)斷裂伸長率

    機械拉伸法。

    振動式細度儀;等速伸長型單纖維拉伸CRE。

    17

    原絲(單絲)斷裂伸長率變異系數

    機械拉伸法。

    振動式細度儀;等速伸長型單纖維拉伸CRE。

    18

    原絲短纖線密度

    質量法。

    放大100倍投影儀或振動式細度儀。

    19

    原絲(長絲)拉伸強度

    機械拉伸法。

    等速伸長型單纖維拉伸CRE

    20

    原絲(長絲)拉伸強度變異系數

    機械拉伸法。

    等速伸長型單纖維拉伸CRE

    21

    原絲(長絲)斷裂伸長率

    機械拉伸法。

    等速伸長型單纖維拉伸CRE

    22

    原絲(長絲)斷裂伸長率變異系數

    機械拉伸法。

    等速伸長型單纖維拉伸CRE

    23

    原絲溶劑殘留

    氣相色譜法。

    氣相色譜儀(柱長30m,內徑0.25mm,材料熔融石英,固定相DB-WAX,液相厚度0.25μm)

    24

    碳纖維表面形貌及粗糙度

    原子力顯微鏡法

    原子力顯微鏡(具備輕敲模式;掃描分辨率0.1nm)

    25

    碳纖維微空洞缺陷

    小角X射線散射法

    四長狹縫準直X射線衍射儀(CuKa輻射;Ni濾片;發射波長0.15418nm)

    26

    碳纖維表面元素組成

    X射線光電子能譜法

    X射線光電子能譜儀(本底真空優于10-7Pa)

    27

    碳纖維根數、直徑

    顯微鏡法;。

    ①透射顯微鏡(:500倍,分辨率2μm;②反射顯微鏡:1500倍,分辨率0.7μm。

    29

    碳纖維直徑、橫截面積

    顯微鏡法

    掃描電子顯微鏡或大于1000倍光學顯微鏡。

    30

    碳纖維直徑、橫截面積

    顯微測定非圓截面

    掃描電子顯微鏡(SEM)或光學顯微鏡。

    31

    碳纖維直徑、橫截面積

    激光衍射法

    氦氖激光發射器,功率2mW

    32

    碳纖維密度

    密度梯度柱法。

    密度梯度柱,浮標精度0.0001.

    33

    碳纖維含碳量

    元素分析儀

    元素分析儀。

    34

    碳纖維上漿劑含量

    重量法。

    索氏萃取儀。

    35

    碳纖維灰分含量

    重量法。

    最高溫度可達到1300℃的高溫爐。

    36

    碳纖維浸潤劑含量

    重量法。

    索氏萃取儀。

    37

    碳纖維拉伸強度和離散系數

    機械拉伸。

    拉力試驗機。載荷及變形相對誤差小于±

    38

    碳纖維拉伸模量和離散系數

    機械拉伸。

    拉力試驗機。載荷及變形相對誤差小于±

    39

    碳纖維斷裂伸長率

    機械拉伸。

    拉力試驗機。載荷及變形相對誤差小于±

    40

    碳纖維直徑(單絲)

    顯微鏡法。

    透射顯微鏡。

    41

    *纖維線密度(纖度)

    質量法。

    繞線架、分析天平等。

    42

    增強材料捻度的測定

    捻度儀法。

    捻度試驗儀。

    43

    碳纖維導電性

    歐姆法。

    0.5級電流電壓表。

    44

    *合成短纖維比電阻

    比電阻儀法。

    比電阻儀(10E6-10E15歐,精度±20%)。

    45

    機織物厚度

    測微儀。

    顯示0.001mm電子或0.01mm刻度盤測微儀。

    46

    機織物寬度長度

    測量。

    測量尺誤差不大于0.1cm。

    47

    機織物彎曲硬挺度

    彎曲計法。

    固定角彎曲計。

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