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使用DCAT25微滴脫粘測(cè)量?jī)x測(cè)量單纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度

來源:北京奧德利諾儀器有限公司   2024年08月28日 14:35  


檢測(cè)樣品:碳纖維粘接樹脂微球

檢測(cè)項(xiàng)目:碳纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度

應(yīng)用領(lǐng)域:纖維復(fù)合材料等

 

 

方案摘要

 

纖維復(fù)合材料在很多領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用,如:航空航天、汽車工業(yè)、機(jī)械制造等。纖維復(fù)合材料的界面力學(xué)性能直接影響加工效果和復(fù)合材料的性能等。測(cè)量纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度,能夠直觀的評(píng)價(jià)復(fù)合材料的粘接強(qiáng)度和力學(xué)性能。

 

應(yīng)用德國(guó)DataPhysics 公司生產(chǎn)的DCAT25纖維微滴脫粘測(cè)量?jī)x(圖1)能夠準(zhǔn)確的測(cè)量單絲纖維與樹脂的脫粘力,同時(shí),DCAT25還可以表征纖維與樹脂的其它界面參數(shù),如:纖維與熔融樹脂的接觸角、纖維的表面自由能等。因此,DCAT25是一臺(tái)適用于復(fù)合材料界面表征的綜合性儀器,對(duì)幾乎所有類型的纖維(玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、芳族聚酰胺纖維、玄武巖纖維,以及天然纖維竹、棉、麻等)測(cè)量均適用。

 

本文介紹了一種碳纖維和樹脂的微滴脫粘力測(cè)量。

 

使用DCAT25微滴脫粘測(cè)量?jī)x測(cè)量單纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度 

1DCAT 25纖維微滴脫粘測(cè)量?jī)x

 

 

 

測(cè)量原理

 

DCAT 25微滴脫粘測(cè)量?jī)x主要由一個(gè)高精密的測(cè)力傳感器和專用的MDD微滴脫粘測(cè)量模塊組成,配合視頻系統(tǒng)同步測(cè)量。最大力可達(dá)2000mN,每秒可以測(cè)量100個(gè)力的數(shù)據(jù)。全程自動(dòng)化測(cè)量,最終得到微滴脫粘的最大力的數(shù)值、測(cè)量過程力的變化曲線和拉托過程的同步記錄視頻。

 

MDD微滴脫粘測(cè)量模塊可精密微調(diào)阻擋微滴的狹縫寬度,當(dāng)單纖維從狹縫通過時(shí),微球會(huì)被阻擋,施加于微滴上的力以及位置信息的變化會(huì)DCAT25測(cè)力傳感器記錄下來,直到微滴脫離。單絲纖維樣品會(huì)被固定在專用的纖維夾具中,完成整個(gè)測(cè)試過程。

 

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 

次實(shí)驗(yàn)測(cè)量了4個(gè)碳纖維和樹脂微球的界面剪切強(qiáng)度,下方僅列舉部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

 

將帶有微球的纖維裝在專用的樣品夾具上,并放置在預(yù)先裝配到DCAT25MDD模塊上,采用DCATS系列軟件控制儀器樣品臺(tái)自動(dòng)移動(dòng),并控制視頻系統(tǒng)開始錄像,同時(shí)儀器的測(cè)力傳感器開始工作,儀器即可完成全自動(dòng)測(cè)量過程,儀器的多種參數(shù)都是可以根據(jù)不同纖維和微球的情況進(jìn)行編輯和設(shè)置。只需開始,力及樣品臺(tái)位置傳感器就開始記錄數(shù)據(jù)并顯示在軟件中,一次完整測(cè)量的力的變化的結(jié)果圖便可得到如圖2。

 

除此之外,軟件還可根據(jù)需要設(shè)置實(shí)驗(yàn)停止條件,例如微滴脫離后繼續(xù)運(yùn)行一定距離以此來檢測(cè)滑動(dòng)摩擦力;軟件還可以測(cè)量微滴包埋長(zhǎng)度(圖3、原始數(shù)據(jù)輸出、報(bào)告打印等功能。

 

使用DCAT25微滴脫粘測(cè)量?jī)x測(cè)量單纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度 

2樣品整個(gè)測(cè)試過程中測(cè)量傳感器檢測(cè)到的質(zhì)量隨樣品臺(tái)位置的變化圖

 

使用DCAT25微滴脫粘測(cè)量?jī)x測(cè)量單纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度 

3微滴包埋長(zhǎng)度

 

 

測(cè)量分別得到四個(gè)樣品的質(zhì)量數(shù)值(單位g)和微球包埋長(zhǎng)度(單位μm),將質(zhì)量數(shù)值轉(zhuǎn)化為力(單位為mN),四個(gè)纖維微球的脫粘力與微滴包埋長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果見下表:

 

樣品名稱

脫粘力(mN

微滴包埋長(zhǎng)度(μm

樣品1

165.127

110.122

樣品2

164.343

104.248

樣品3

287.158

137.490

樣品4

93.448

82.335

 

   

 

纖維的微滴脫粘力與包埋直徑的關(guān)系見下圖(圖4

 

使用DCAT25微滴脫粘測(cè)量?jī)x測(cè)量單纖維與樹脂的界面剪切強(qiáng)度 

4 纖維的微滴脫粘力與包埋直徑的關(guān)系

 

結(jié)論

 

(1)針對(duì)同種纖維和樹脂,微滴脫粘力與微滴包埋直徑正相關(guān)。

(2)從樣品1、2可以看到,對(duì)于包埋長(zhǎng)度接近的情況下,DCAT 25表現(xiàn)出好的數(shù)據(jù)重復(fù)性。

 

DCAT 25微滴脫粘測(cè)量儀對(duì)于解決纖維復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度的測(cè)量問題非常有效,具有操作簡(jiǎn)便,全自動(dòng),測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,重復(fù)性好等特點(diǎn)。同時(shí),作為一款綜合性的表面/界面表征儀器,DCAT25還可以測(cè)量熔融樹脂的表面/界面張力、纖維與樹脂的動(dòng)態(tài)接觸角、纖維的表面自由能等,是解決纖維復(fù)合材料的界面表征的重要儀器。

 

 

 

 

 對(duì)纖維微滴脫粘測(cè)量感興趣請(qǐng)聯(lián)系我們 

 


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