JC
宁夏筑之信检测有限公司
检测细则
ZZX/JC/H02-2014
碳纤维布检测细则
2014-6-20 发布 2014-7-01 实施
宁夏筑之信检测有限公司 发布
前 言
ZZX/JC/H02-2014
为保证检测过程中能正确检测碳纤维布，使本公司不同检测人员，不同时间所进行的试验过程保持一致，实现检测结果的重复性和正确性，特制定本细则。
本细则编制遵照碳纤维布的检测方法，并贯彻了GB/T1.1-2000、GB/T1.3-1997标准化工作导则的有关规定。
本规程由宁夏筑之信检测有限公司负责起草。
本规程主要起草人： 校核：
本规程批准人：
碳纤维布检测细则
ZZX/JC/H02-2014
1 碳纤维布的抗拉强度标准值、弹性模量和极限伸长率的计算 1.1 方法原理
将等横截面的矩形薄板直条形试样进行轴向拉伸试验。测定拉伸强度、模量和破坏伸长率。 1.2 检测依据
GB/T1446-2005 GB50550-2010 1.3 试验条件
实验室标准环境条件：温度（23±2）℃；相对湿度（50±10）%。若不具备实验室标准环境条件时，选择接近实验室标准环境条件的实验室环境条件。 1.4 试样制备 1.4.1 机械加工法
试样取位区，一般宜距板材边缘（已切除工艺毛边）30mm以上，最小不得小于20mm。若取位区有气泡、分层、树脂淤积、褶皱、翘曲、错误铺层等缺陷，则应避开。
若对取位区有特殊要求或需从产品取样时，则按有关技术要求确定，并在试验报告中注明。
纤维增强塑料一般为各向异性，应按各向异性材料的两个方向或预先规定的方向（例如板的纵向和横向）切割试样，切严格保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符。
纤维增强塑料试样应采用硬质合金刀具或砂轮片等加工，加工时要防止试样产生分层、刻痕和局部挤压等机械损伤。
加工试样时，可采用水冷却（禁止用油）。加工后，应在适宜的条件下对试样及时进行干燥处理。
对试样的成型表面不宜加工。当需要加工时，一般单面加工，并在试验报告中注明。 1.4.2 模塑法
模塑成型的试样按产品标准或技术规范进行制备，在试验报告中注明制备试样的工艺条件及成型时受压的方向。 1.4.3 试样外观检查
试验前，试样需经过外观检查，如有缺陷和不符合尺寸及制备要求者，应予作废。 1.4.4 试样数量
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力学性能试样每组不少于5个，并保证同批有5个有效试样。物理性能试样按相应标准的规定。 1.4.5 试样状态调节
试验前，试样在实验室标准环境条件下至少放置24h，若不具备实验室标准环境条件，试验前，试样可在干燥器内至少放置24h。特殊状态调节条件按需要而定。 1.4.6 试验测量精度
试样尺寸测量精确到0.01mm，其他量的测量精度按相应试验方法的规定。 1.5 实验设备
力学性能用实验设备应符合以下要求: ①试验机载荷相对误差不应超过±1%。
②机械式和油压式试验机使用吨位的选择应使试样施加载荷落在满载的10%~90%
范围内（尽量落在满载的一边），且不应小于试验机最大吨位的4%。
③能获得恒定的试验速度。当试验速度不大于10mm/min时，误差不应超过20%；
当试验速度大于10mm/min时，误差不应超过10%。
④电子拉力试验机和伺服液压式试验机使用吨位的选择应参照该机的说明书。 ⑤测量变形的仪器仪表相对误差均不应超过±1%。
1.6 实验步骤
将试样编号，并测量任意三点的宽度和厚度，取平均值。 装夹试样，使试样的轴线与上下夹头中心线一致。
在试样中部位置安装应变规。施加初载(约为破坏载荷的5%)检查并调整试样及应变规或应变测量系统，使其处于正常工作状态。
测量拉伸强度时，连续加载至试样失效，记录最大载荷值及试样失效形式和位置。 测量形变时，连续加载，用自动记录装置记录载荷-形变曲线或载荷-应变曲线。也可采用分级加载，级差为破坏载荷的5%-10%,至少五级并记录各级载荷与相应的形变值。
凡在夹持部位内破坏的试样应作废，同批有效试样不足五个时，应重做试验。 1.7 计算
1.7.1 拉伸强度按式（1）计算：
tPb…………………………………………………（1） b•h
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式中：——拉伸强度，MPa；
Pb——试样破坏时的最大载荷，N； b——试样宽度，mm； h——试样厚度，mm。
1.7.1 拉伸弹性模量（2）计算：
EtP•lP 或Et …………………（2）
b•h•lb•h•
式中：Et——拉伸弹性模量，MPa；
P——载荷-形变曲线或载荷—应变曲线上初始直线段的载荷增量，N；
l——与P对应的标距l内的变形增量，mm；
l——测量标距，mm；
——与P对应的应变增量。
1.7.2拉伸破坏伸长率（3）计算：
tLb100l
…………………………………………（3）
式中：t——拉伸破坏伸长率，%；
Lb——试样破坏时标距l的总伸长量，mm。 2碳纤维布的单位面积质量 2.1调湿和试验环境
除非产品规范或测试委托方另有要求，试样不需要调湿度。如需调湿，推荐在温度为(23±2)℃，相对湿度为（50±10）%的标准环境条件先进行。 2.2 试样
除非利益相关方另有商定，每卷或实验室样本的试样数应为：
——对于毡，每米宽度取3个1000cm2的试样（实际上，通常每个试样为边长31.6cm的正上方形）；
——对于织物，每50cm宽度取1个100 cm2的试样。
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任何情况下，最少应取2个试样。
裁取试样的推荐方法毡如图1，织物如图2和图3所示。 对于毡：
——试样应并排边靠边裁取；
——对已修边的毡，应从毡边开始取样；对未修边的毡，取样应距毡边至少
10cm。
对于织物：
——试样应分开取，最好包括不同的纬纱。 ——应离开边/织边至少5cm。
如需要，应给操作者提供特别说明，以保证裁取的试样面积在方法允许的范围内。对于宽度小于31.6cm的毡或宽度小于25cm的机织物，试样的形状和尺寸由各方商定。
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说明：
1——织物的宽度； 2——经纱方向。
圆形试样可以由纱线与边或对角线平行的正方形试样代替。
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2.3操作步骤
2.3.1 切取一条整幅宽度的至少35cm的碳纤维布作为实验室样本。
2.3.2 在一个清洁的工作台面上，按上述要求切取规定的试样数。如果试样可能有纤维掉落，应采用试样皿。如需要可将试样折叠，以保证试样上原丝或纱线的完整性。 2.3.3 除非利益相关方另有要求，当毡和织物含水率超过0.2%（或含水率未知）时，应将试样置于（105±3）℃的通风烘箱中干燥1h，然后放入干燥皿中冷却至室温。从干燥器取出试样后，立即进行试验。
2.3.4 进称取每个试样的质量并记录结果。如果使用试样皿，则应扣除其质量。质量分数值应与天平的分辨率一致。 2.4计算和结果表示
2.4.1 按式（1）计算每个试样的单位面积质量A,单位为克每平方米（g/m2）
A 式中：
ms104 ……………………………………….…………….(1) A ms——试样质量，单位为克（g）； A ——试样面积，单位为平方厘米（cm2）
2.4.2 以毡或织物整个幅宽上所有的测试结果的平均值作为单位面积质量的报告值。 对于单位面积质量大于或等于200g/㎡的毡和织物，结果精确至1g；对于单位面积质量小于200g/㎡的毡和织物，结果精确至0.1g。
有时，产品规范或测试委托方要求报出每个测试单值时，这些数据可体现出材料在宽度方向上的质量分布情况。 3 碳纤维布的K数 3.1应用条件
当采用本方法测定碳纤维k数时，该织物必须是以机织工艺生产的单向爱连续纤维稀纬定型的产品。 3.2原理
本方法系通过检测碳纤维织物的经纱密度来判定其纤度（K数）。检测应在室温条件下，用往复移动式织物密度镜或直尺，测量一定宽度αi（一般取αi≥100mm）内碳纤维径向纱线根数，并按下式计算其经纱密度（Ni）；
Ni=ni 10/αi
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式中：ni——在αi宽度内纱线的总根数。 3.3检测方法
1 将受检的碳纤维织物平铺在平整台面上。在不施加张力的状态下，把往复移动式织物密度镜或直尺按垂直于碳纤维纱线方向放置在碳纤维织物上，使织物密度镜或直尺的标线的左侧起点与纱线的同侧边缘相重合。
2 测量织物密度镜或直尺的起点至最终计数的纱线右侧边的精确长度。 3 样本量确定：每检验批织物取样1㎡；每平方米织物测10个数据。 4 计算得到的经纱密度，以平均值表示。 3.4 判定规则
1 按表1给出的经纱密度与碳纤维纱线纤度（K数）对照表，判定所检测碳纤维织物的K数。
2 当检测的经纱密度超出表1某一最接近的经纱密度范围，而又不落入另一经纱密度范围时，应加倍抽样复验该碳纤维织物的经纱密度。若复验结果合格，仍可判定该织物的K数符合其产品说明书给定值；若复验结果不合格，则判定该织物说明书的给定值与实际不符，应予退货；不得用于工程上。
表1 经纱密度与K数对照表
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