碳纖維布基礎(chǔ)知識與性能檢驗

 隨著宇航、導(dǎo)彈、原子能、汽車工業(yè)、建設(shè)工程等現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的鋼鐵和合金材料已很難滿足要求，而由于近幾十年發(fā)展起來的碳纖維具有高彈性模量、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，碳纖維及其復(fù)合材料在社會建設(shè)和發(fā)展的各個領(lǐng)域發(fā)揮了非常廣泛的作用。

一、什么是碳纖維布

       碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預(yù)浸布、碳纖維加固布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材(預(yù)浸布)等 。碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，通常采用12K碳纖維絲織造，常見的有0.111mm(200g)和0.167mm(300g)兩種厚度，寬度則有100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。

       碳纖維布由于具有強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)、密度小、厚度薄、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于建筑物和橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)、抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固，其原理是采用高性能的碳纖維布配套樹脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，利用碳纖維材料良好的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及強(qiáng)度的目的。近年來，隨著纖維布行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)也運(yùn)用到了碳纖維布，例如航空航天、體育器材、工業(yè)制造和火災(zāi)消防等領(lǐng)域。

二、碳纖維布的分類

      碳纖維布根據(jù)其碳纖維原絲、規(guī)格、炭化和織造方式的不同，種類也有所不同：

     1、按碳纖維原絲分類

     可分為PAN基碳纖維布(市場上90%以上為該種碳纖維布)、黏膠基碳纖維布和瀝青基碳纖維布。

     2、按碳纖維規(guī)格分

     可分為1K碳纖維布、3K碳纖維布、6K碳纖維布、12K碳纖維布、24K及以上大絲束碳纖維布。

     3、按碳纖維炭化分

     可分為石墨化碳纖維布（可以耐2000-3000度高溫）、碳纖維布（可以耐1000度左右高溫）、預(yù)氧化碳纖維布（可以耐200-300度高溫）。

     4、按織造方式分

     可分為機(jī)織碳纖維布（主要有：平紋布、斜紋布、緞紋布、單向布等）、針織碳纖維布（主要有：經(jīng)編布、緯編布、圓機(jī)布(套管)、橫機(jī)布(羅紋布)等）、編織碳纖維布（主要有：套管、盤根、編織帶、二維布、三維布、立體編織布等）、碳纖維預(yù)浸布（主要有：干法預(yù)浸布、濕法預(yù)浸布、單向預(yù)浸布、預(yù)浸帶、無托布、有托布等）、碳纖維無紡布（非織造布、即碳纖維氈、碳?xì)帧ǘ糖袣帧⑦B續(xù)氈、表面氈、針刺氈、縫合氈等）。

三、碳纖維布的性能檢驗

       碳纖維布有多種規(guī)格和品種，性能各異，耐熱性、半導(dǎo)體性、導(dǎo)電性和耐藥品性優(yōu)良，機(jī)械性能則與所用碳絲及織造方法有關(guān)。目前衡量高性能碳纖維布機(jī)械性能最主要的指標(biāo)是其強(qiáng)度、彈性模量和斷裂伸長。隨著采用粘貼碳纖維布技術(shù)進(jìn)行加固的工程的增多，對此類工程施工質(zhì)量的驗收正在不斷規(guī)范化，越來越多的業(yè)主單位也不再滿足于施工單位提供的產(chǎn)品合格證書，常常要求對工程中所采用的碳纖維布及其配套樹脂進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗。

       然而，碳纖維布的力學(xué)性能檢測比其他低強(qiáng)度纖維材料困難許多，它對試樣端部的夾持能力、纖維絲的均勻受力程度、試驗機(jī)的對中性能均有很高的要求。

      微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)主要用于金屬材料、復(fù)合材料等的拉伸、壓縮、彎曲等的力學(xué)性能測試分析研究，具有應(yīng)力、應(yīng)變、位移三種閉環(huán)控制方式，可求出最大載荷、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彈性模量、斷裂延伸率、屈服強(qiáng)度等參數(shù)，可根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及ISO、JIS、ASTM、DIN等國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗和提供數(shù)據(jù)。

       該設(shè)備主機(jī)為門式結(jié)構(gòu)，中橫梁采用高精度的導(dǎo)桿導(dǎo)向，具有很高的剛性和良好的線性運(yùn)動特性。此外，可配置高低溫環(huán)境箱或高溫爐及相關(guān)工裝夾具、變形測量等附件，幾乎可以滿足客戶所有需求。機(jī)器配套的靈活易用的HST軟件，使用戶試驗過程更加輕松。試驗解決方案涵蓋塑料、金屬、汽車工業(yè)、建筑材料、紡織品、紙與紙板、食品和包裝、復(fù)合材料等。