碳复合材料中树脂含量测定方法
炭炭复合材料_热导率_测定_概述及解释说明
炭炭复合材料热导率测定概述及解释说明1. 引言1.1 概述:炭炭复合材料是一种具有特殊结构和性能的材料,在热导率方面具有重要应用价值。
热导率是指材料传导热量的能力,它在许多领域中起着关键作用,例如电子器件散热、节能建筑等。
因此,了解炭炭复合材料的热导率及其测定方法对于进一步探索其性能和应用具有重要意义。
1.2 文章结构:本文将从几个方面对炭炭复合材料的热导率进行概述和解释说明。
首先,我们将介绍炭炭复合材料的定义和特点,包括其组成成分、微观结构及物理性质等方面。
其次,我们将详细探讨制备方法,包括碳化工艺、压制工艺等,并对各种方法进行比较和分析。
接着, 将介绍该材料在不同领域的应用情况,并阐述其优势和潜在问题。
然后,我们将给出关于测定方法的概述,包括测量原理、实验装置以及数据处理方法等内容。
1.3 目的:本文的目的是全面概述和解释炭炭复合材料的热导率及其测定方法,以促进人们对该特殊材料性能的深入了解。
通过本文的阐述,读者可以更好地理解炭炭复合材料的制备工艺、特性以及应用领域,并掌握相关测定方法。
此外,我们也希望能够为未来在该领域的进一步研究提供一些有益的启示和展望。
以上便是文章“1. 引言”部分内容撰写完毕。
2. 炭炭复合材料2.1 定义和特点炭炭复合材料是由炭素和石墨颗粒等碳质材料组成的复合材料。
它具有优异的导电性、高温稳定性、耐腐蚀性和机械强度,在多个领域都有广泛的应用。
2.2 制备方法炭炭复合材料的制备方法主要包括浸渍法、化学气相沉积法和压力过滤法等。
其中,浸渍法是最常用的方法之一。
该方法首先制备出具有良好孔隙结构的碳棉基体,然后通过浸渍方式将聚合物树脂或沥青渗透到碳棉中,最后经过高温热解处理得到了炭炭复合材料。
2.3 应用领域由于其导电性能好且能耐受高温环境,在航空航天、电子器件、汽车工业以及能源领域等都有广泛应用。
在航空航天领域,炭炭复合材料被广泛应用于导电件和隔热部件;在电子器件中,它可以用作散热材料,提高器件的散热效果;在汽车工业中,炭炭复合材料被应用于制动系统和发动机零部件等高温高压环境下的部件;而在能源领域,炭炭复合材料可用于核电站中的导热管道和隔热元件。
碳基复合材料制备及其性能分析
碳基复合材料制备及其性能分析随着科学技术的不断发展,材料科学也逐渐得到了广泛的发展与应用。
其中,碳基复合材料具有着优异的性能优势,在航空、航天、汽车、体育器材等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍碳基复合材料的制备方法以及性能分析。
一、碳基复合材料的制备方法碳基复合材料是由纤维素、玻璃、碳纤维或者其他高性能材料与树脂组合而成,技术成熟的制备方法包括热固化法、热熔法和射出法。
1. 热固化法热固化法是将预制的填料与热固化树脂混合后,在温度和压力的作用下进行固化。
该方法原理简单,通过控制温度、时间和压力等因素可以实现对复合材料的可控制制。
2. 热熔法热熔法将树脂加热成液态后放置在纤维材料表面,经过加压加热凝固后,形成完整的复合材料。
相较于热固化法,该方法制备周期短,但是缺点是材料容易出现角部溶解等质量问题。
3. 射出法射出法主要是将树脂加热成液态后,通过注射的方式将树脂注入到纤维材料中,根据制品要求使用不同的加压方式,如射出密实法、压模法、旋转法等等。
该方法不仅能够制备简单的产品,同时也能够制备复杂的形状和曲线。
以上三种方法各有优劣,可根据不同的复合材料要求来选择最合适的方法进行制造。
二、碳基复合材料性能分析碳基复合材料性能优异主要体现在以下几个方面:1. 高强度由于碳纤维具有极高的强度和刚性,碳基复合材料在强度和刚性方面表现出色。
同时,与传统的金属材料相比,碳基复合材料更加轻巧,具有更高的比强度和比刚度,适用于制造对强度要求较高但是要求轻量化的产品。
2. 耐热性碳基复合材料在高温环境下表现出色,其工作温度范围较广,通常可达到800℃,对于制造高温炉、发动机、航空航天器材等具有重要作用。
3. 耐腐蚀性碳基复合材料本身的化学惰性较强,不容易被腐蚀,对氧化性介质具有很好的耐腐蚀性。
适用于制造酸性、碱性环境下的化工设备和海洋设备等。
4. 耐疲劳性由于碳基复合材料具有较高的抗疲劳性能,因此适用于制造需要经受大量反复载荷的产品,如振动设备、风力设备等。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法(TGA)是一种常用的测定碳纤维复合材料树脂含量的方法。
该方法基于样品在升温过程中树脂热分解产生质量损失,通过测定样品的质量变化来计算树脂的含量。
以下是相关的参考内容:1. ASTM D6370-14: Standard Test Method for Rubber—Measurement of Cure and After-Cure Dynamic Properties Using a Forced-Harmonic-Distortion Test Method该标准方法详细描述了使用热失重法测定橡胶树脂含量的步骤和计算公式。
该方法适用于固体状的橡胶材料,并给出了不同温度和时间条件下的测试参数。
2. ISO 11357-6: Plastics—Differential Scanning Calorimetry (DSC)—Part 6: Determination of Oxidation Induction Time (isothermal OIT) and Induction Time (dynamic OIT)这个标准说明了使用热失重法测定塑料氧化感应时间的方法。
该方法测定样品在氧化过程中的质量损失,从而确定树脂含量。
3. JIS K 7125-1: Carbon fibre-reinforced plastics—Determinationof the thermogravimetric properties—Part 1: General introduction这个标准提供了热失重法测定碳纤维复合材料的总体介绍。
它介绍了热失重法的原理、设备要求、样品制备和测试程序等内容。
4. ISO 178: Plastics—Determination of flexural properties在这个标准中,热失重法作为一种方法被用于评估塑料的弯曲性能。
碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定-最新国标
碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料组分含量和孔隙含量的测定1 范围本文件规定了测定碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料中碳纤维含量、玻璃纤维含量、树脂含量和孔隙含量的原理、试样、试验仪器与试剂、试验步骤、计算、试验结果及试验报告等。
本文件适用于在一定条件下基体树脂能被硫酸完全消化分解而又不过分腐蚀纤维的碳纤维和玻璃纤维组合增强塑料。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1033.1塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法GB/T 3855碳纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T 9914.2增强制品试验方法第2部分:玻璃纤维可燃物含量的测定GB/T 29761碳纤维浸润剂含量的测定GB/T 30019碳纤维密度的测定GB/T 40724碳纤维及其复合材料术语GB/T 41063玻璃纤维密度的测定3 术语和定义GB∕T 40724界定的术语和定义适用于本文件。
4 原理已知质量的试样,基体部分被热硫酸介质消化,热硫酸溶解基体后,含有增强材料的残余物经过滤、清洗、干燥、冷却和称量,再在一定温度下灼烧、冷却、再称量。
试样溶解损失部分为基体树脂,灼烧损失部分为碳纤维,灼烧后剩余部分为玻璃纤维,由此可计算出纤维增强塑料各组分质量含量。
根据纤维增强塑料、碳纤维、玻璃纤维和树脂浇铸体的密度,分别计算出纤维增强塑料各组分的体积含量及孔隙含量。
若纤维增强材料质量在消化过程中有变化,则需要进行校正。
5 试样试样质量试样质量约2g~4g。
试样数量每组试样至少3个。
试样制备5.3.1 试样的取位区,应距板材边缘(已切除工艺毛边)20mm以上,在整个样品有代表性部位或按技术要求选取。
5.3.2 试样质量按照5.1的规定,试样保持原板材厚度且试样长度或宽度其中一个方向的尺寸不小于5mm。
用热重分析测定复合材料的纤维含量
4.3.1用热重分析测定复合材料的纤维含量目的用热重分析测定复合材料中纤维材料的含量-质量控制应用。
为了改善力学和热学性能,经常用不同类型的材料填充或增强树脂。
有机填料和增强材料(例如木粉)可以提高塑料的韧性。
添加纤维能使刚度和结构强度显著提高。
除了天然有机纤维如黄麻和剑麻,合成无机纤维(例如玻璃和碳纤维)和有机纤维如芳纶纤维也广泛用于增强目的。
芳纶纤维由聚对苯二甲酰对苯二胺组成,因高拉伸强度和约550°C相对高的分解温度而备受关注。
样品复合材料,单独的环氧树脂和芳纶纤维。
条件测试仪器:TGA坩锅:70 µL铝坩锅,无盖样品制备:从复合材料上锯下54.2mg重的一片。
9.57mg芳纶纤维被剪短以便能塞入坩锅。
35.7mg环氧树脂直接装入坩锅。
TGA测试:以20K/min从25°C加热至600°C气氛:氮气,200 mL/min解释与玻璃纤维不同,芳纶纤维在520°C以上分解,如图中TGA曲线所示。
因此纤维含量不能从树脂完全分解后的残余物直接测定。
芳纶纤维开始时失去3.1%的水分;在300°C至520°C之间失重1.3%。
纯树脂首先失去水分,然后在300至520°C之间以单一台阶过程热解。
复合材料首先由于失水失重2%,然后,正如预期的,以两个台阶分解,高至520°C的树脂热解和高于此温度的纤维分解。
计算表格总结了至520°C的各个阶段的失重。
300°C以后由于热解发生的失重是基于300°C时的干质量计算的。
用这些值来计算树脂含量。
%热重台阶样品RT至300°C 300至520°C 300至520 °C,对300°C时的干燥含量芳纶纤维 3.13 1.31 1.35复合材料 2. 8 48.90 49.93纯树脂0.94 96.02 96.92复合材料的树脂含量可从300至520°C之间的热解台阶计算。
航空碳纤维复材料无损检测技术
航空碳纤维复材料无损检测技术综述摘要:碳纤维复合材料作为主承力件在航空领域应用广泛,对其生产质量和运行状况进行无损监控就显得尤为重要。
因碳纤维复合材料的特殊性,其无损检测技术不同于常规金属材料的检测,本文详述了航空碳纤维复合材料的主要结构特征及其主要缺陷类型,根据结构特点及缺陷类型确定相应的无损检测方法,并介绍了一些无损检测新技术在航空碳纤维复材检测中的应用。
关键词:航空碳纤维复合材料;无损检测;超声检测;射线检测;1 引言碳纤维复合材料因其质量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳、可塑性强等特性,被广泛应用于各行各业[1],其在航空领域的应用比例也在逐年增加,根据统计,小型商务机和直升飞机的碳纤维复合材料用量已占55%左右,军用飞机占25%左右,大型客机占20%左右[2]。
随碳纤维复合材料的制作工艺的进步,其在飞机上的应用从最初的如舱门、口盖、前缘、整流罩等尺寸较小的非主承力部件逐步扩大到机翼、机身等受力大、尺寸大的主承力结构中[3]。
因此为保证飞机的质量安全,对飞机中碳纤维复合材料主承力件的生产质量、运行状况进行无损监控就显得尤为重要。
碳纤维复合材料因其选用不同的材料体系、结构设计及成型工艺,导致复合材料与以往常规金属材料结构件在无损检测方法存在较大差异[4]。
首先碳纤维复合材料导电性较差,这就决定了金属检测中常用的涡流检测法无法使用,其次复合材料为非磁性材料,则磁粉检测无法使用,因复合材料多为内部缺陷,所以也无法使用渗透检测技术。
五大常规无损检测方法只有超声检测与射线检测适用于复合材料检测。
但又因航空碳纤维复合材料制作件的特殊性,如其存在最薄0.8mm,最厚30mm层压板的检测,以及R角特殊结构,并且复合材料在拐角区的铺贴过程中可能留有空隙,最终在结构R角区固化形成架桥缺陷,而对于薄板,常规的超声波探伤仪和探头处于超声波检测盲区,难以对薄板中的分层、夹杂缺陷进行检测,以及机翼上蜂窝结构板的胶粘缺陷,常规脉冲反射超声法难以检测以及复合材料特有孔隙问题等[5]。
碳纤维复合材料 冲击 astm 标准
碳纤维复合材料冲击 astm 标准碳纤维复合材料在工程领域中扮演着重要的角色,它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优异性能,因此在航空航天、汽车制造、体育用品等领域得到广泛应用。
在实际应用中,碳纤维复合材料的耐冲击性能显得尤为重要。
ASTM标准作为评价材料性能的权威标准,对于评估碳纤维复合材料的冲击性能也起到了关键作用。
让我们来了解一下碳纤维复合材料的基本特性。
碳纤维是一种由碳原子构成的纤维,具有极高的强度和刚度,且比重轻、耐腐蚀、电磁性能好等优点,因此被广泛应用于航空航天和高端制造领域。
而碳纤维复合材料是将碳纤维与树脂基体复合而成的材料,通过不同比例和布局方式的碳纤维叠层,可以获得不同性能的复合材料。
对于碳纤维复合材料的冲击性能,ASTM标准为我们提供了评估的方法和指标。
其中,ASTM D7136标准是用来测试测定复合材料的冲击性能的标准试验方法。
在这一标准中,包括了试样的准备、冲击试验、损伤评价等内容,以及相应的数据处理和结果分析方法。
这为工程师和研究人员提供了客观、标准的测试手段,确保了对碳纤维复合材料冲击性能的客观评价,从而指导材料的设计和应用。
在实际工程应用中,了解碳纤维复合材料的冲击性能十分重要。
特别是在汽车制造和航空航天领域,碳纤维复合材料往往处于复杂多变的环境中,需要承受各种冲击载荷。
ASTM标准为工程设计和质量控制提供了重要的依据和支持,确保了碳纤维复合材料的安全可靠性。
除了了解标准和测试方法,我们还需思考碳纤维复合材料冲击性能的影响因素和发展方向。
纤维取向、树脂性能、复合材料层压方式等因素都对冲击性能有着重要影响。
随着碳纤维复合材料在工程领域中的广泛应用,对其冲击性能的要求也在不断提高。
通过对ASTM标准的深入理解和实际工程经验的积累,我们可以不断完善评价体系,提高碳纤维复合材料的冲击性能,推动材料的技术创新和应用拓展。
碳纤维复合材料的冲击性能在工程应用中具有重要意义,ASTM标准为我们提供了客观、标准的评价方法。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法(Thermogravimetric analysis,TGA)是一种常用的测定材料中某种成分含量的方法,特别是在测定高分子材料中树脂含量时得到广泛应用。
碳纤维复合材料树脂含量测定是工程研究中的一项重要内容,树脂含量的准确测定可以评估材料的质量和性能。
下面介绍一些相关的参考内容,供参考使用。
1. ASTM D4018-20 - Standard Test Methods for Properties of Continuous Filament Carbon and Graphite Fiber Tows该标准规定了测定连续纤维碳纤维和石墨纤维捻线性质的一般试验方法,其中包括测定树脂含量的测试方法。
2. ASTM D2584-16 - Standard Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins该标准规定了测定固化增强树脂的烧失量的测试方法,该方法可用于测定树脂含量。
该测试方法适用于固化树脂含量高于5%的材料。
3. GB/T 22366-2008 碳纤维与树脂基复合材料预测性质测试方法该标准描述了一系列测试方法,用于对碳纤维和树脂基复合材料的性能进行预测。
其中包括测定树脂含量的测试方法。
4. YB/T 5128-2003 碳纤维-树脂复合材料进行热失重法测定碳纤维、纤维树脂含量该标准指定了用热失重法测定碳纤维和树脂含量的测试方法,适用于碳纤维-树脂复合材料的质量控制和产品合格评估。
5. 孟习华, 王生生, 张宏.热失重法测定碳纤维纤维树脂含量的研究[J].耐火材料, 2018(5): 50-52.该文献介绍了用热失重法测定碳纤维复合材料中纤维和树脂含量的研究,提出了一种基于热失重曲线的分析方法,可用于准确测定树脂含量。
除了以上的参考内容,还可以使用相关文献、研究论文等来支撑热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量的标准。
astm_d3171-15_复合材料组分含量的标准试验方法
astm d3171-15 复合材料组分含量的标准试验方法1. 引言1.1 概述本文旨在介绍ASTM D3171-15标准试验方法在复合材料组分含量测试中的应用。
复合材料作为一种重要的结构材料,在航空、汽车、建筑等领域广泛应用。
而复合材料的性能往往与其组分含量密切相关,因此精确测定复合材料中各组分的含量对于保证产品质量和满足设计需求至关重要。
1.2 文章结构本文主要分为四个部分:引言、正文、研究结果与讨论以及结论。
引言部分将介绍本文的背景和目的,正文部分将详细讲解复合材料组分含量重要性以及ASTM D3171-15标准试验方法的内容和相关仪器设备,研究结果与讨论部分将提供实施ASTM D3171-15试验方法的步骤和注意事项,评估标准试验方法在不同复合材料中的适用性,并对各种复合材料组分含量测试结果进行比较与分析。
最后,在结论部分总结研究成果及对复合材料行业的重要意义,提出对ASTM D3171-15标准试验方法的建议和改进措施,并展望未来研究方向。
1.3 目的本文的目的是深入探讨复合材料组分含量测试的重要性以及ASTM D3171-15标准试验方法在该领域中的应用和局限性。
通过对不同复合材料样品进行标准试验方法的实施和结果分析,旨在为复合材料行业提供准确、可靠的组分含量测试方法,并为今后改进与发展提供参考。
同时,本文还将对ASTM D3171-15标准试验方法进行评估和反馈,以促进该标准在复合材料行业中的改善和推广应用。
2. 正文:2.1 复合材料组分含量的重要性复合材料是由两个或多个不同组分混合而成的材料,其性能和特性取决于各个组分的含量。
因此,准确测定复合材料中各组分的含量对于了解其性能、质量控制以及工艺优化具有重要意义。
2.2 ASTM D3171-15标准试验方法简介ASTM D3171-15是美国材料与试验协会(ASTM)发布的一项标准试验方法,用于测定纤维增强复合材料中树脂基体中纤维、填充物及其他添加剂的含量。
碳纤维及复合材料检测标准(典藏版)
碳纤维及复合材料检测标准(典藏版)提要:汇集整理搜集的有关碳纤维复合材料检测标准项目,包括国家标准(GB)、航空标准(HB)及美国材料协会标准(ASTMD)等,供参考。
部分标准的资料附后。
•碳纤维及其复合材料检测简述碳纤维及其复合材料的检测,目的是为了:描述碳纤维及其复合材料体系的物化、力学及工艺特征,表征体系材料的外貌、微观结构和组成。
包括以下内容:(1)外观形貌及微观结构的观测;(2)物理及化学性能的检测;(3)力学性能的检测;(4)其他特别需要检测的项目。
•检测标准汇集1、增强材料检测标准汇集如下:序号检测项目使用标准测定方法1 原丝表面形貌及粗糙度GB/T23442-2009 原子力显微镜(AFM)法2 原丝微空洞缺陷GB/T23442-2009 小角X射线散射法(SAXD)3 原丝表面元素组成GB/T23442-2009 X射线光电子能谱法(XPS)4 原丝丙烯腈单元立构规整度GB/T23442-2009 碳13-核磁共振(NMR)5 原丝分子量及分布GB/T23442-2009 浸胶渗透色谱(GPC)法。
6 原丝共聚组成GB/T23442-2009 红外光谱(IR)法7 原丝共聚组成GB/T23442-2009 质子-核磁共振(H-NMR)法8 原丝晶区取向GB/T23442-2009 X射线衍射(XRD)法9 原丝取向函数GB/T23442-2009 红外光谱(IR)法10 原丝玻璃化转化温度GB/T23442-2009 示差扫描量热法(DSC)11 原丝预氧化热效应GB/T23442-2009 示差扫描量热法(DSC)12 原丝热失重GB/T23442-2009 动态热重法(TGA)13 原丝长丝密度及变异系数GB/T14343-2008 质量法。
14 原丝(单丝)拉伸强度GB/T14337-2008 机械拉伸法。
15 原丝(单丝)拉伸强度变异系数GB/T14337-2008 机械拉伸法。
碳纤维复合材料树脂基复合材料性能
碳纤维复合材料树脂基复合材料性能力学性能是材料最重要的性能。
树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好等优点,用于承力结构的树脂基复合材料利用的是它的这种优良的力学性能,而利用各种物理、化学和生物功能的功能复合材料,在制造和使用过程中,也必须考虑其力学性能,以保证产品的质量和使用寿命。
1、树脂基复合材料的刚度树脂基复合材料的刚度特性由组分材料的性质、增强材料的取向和所占的体积分数决定。
树脂基复合材料的力学研究表明,对于宏观均匀的树脂基复合材料,弹性特性复合是一种混合效应,表现为各种形式的混合律,它是组分材料刚性在某种意义上的平均,界面缺陷对它作用不是明显。
由于制造工艺、随机因素的影响,在实际复合材料中不可避免地存在各种不均匀性和不连续性,残余应力、空隙、裂纹、界面结合不完善等都会影响到材料的弹性性能。
此外,纤维(粒子)的外形、规整性、分布均匀性也会影响材料的弹性性能。
但总体而言,树脂基复合材料的刚度是相材料稳定的宏观反映。
对于树脂基复合材料的层合结构,基于单层的不同材质和性能及铺层的方向可出现耦合变形,使得刚度分析变得复杂。
另一方面,也可以通过对单层的弹性常数(包括弹性模量和泊松比)进行设计,进而选择铺层方向、层数及顺序对层合结构的刚度进行设计,以适应不同场合的应用要求。
2、树脂基复合材料的强度材料的强度首先和破坏联系在一起。
树脂基复合材料的破坏是一个动态的过程,且破坏模式复杂。
各组分性能对破坏的作用机理、各种缺陷对强度的影响,均有街于具体深入研究。
树脂基复合材强度的复合是一种协同效应,从组分材料的性能和树脂基复合材料本身的细观结构导出其强度性质。
对于最简单的情形,即单向树脂基复合材料的强度和破坏的细观力学研究,还不够成熟。
单向树脂基复合材料的轴向拉、压强度不等,轴向压缩问题比拉伸问题复杂。
其破坏机理也与拉伸不同,它伴随有纤维在基体中的局部屈曲。
实验得知:单向树脂基复合材料在轴向压缩下,碳纤维是剪切破坏的;凯芙拉(Kevlar)纤维的破坏模式是扭结;玻璃纤维一般是弯曲破坏。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法是测定材料中含有重量百分比有机和无机物质的常用方法。
该方法基于样品放置于高温下,在样品中被热分解的过程中计算出物质的重量损失。
根据样品热分解产生的气体的组成和周期,在不同温度下分析并计算出材料的重量损失,进而得出材料的有机物和无机物含量。
碳纤维复合材料(CFRP)是一种结构材料,其主要成分是碳纤维和树脂。
它具有高强度、高刚度和良好的抗腐蚀性能,广泛应用于各种领域,如航空、汽车、运动器材等。
现在,我们将讨论如何使用热失重法来测定CFRP中树脂含量的百分比。
在进行本实验之前,需要特别注意的是选择一个足够小的样品,以避免因样品太大而造成的测量误差。
实验要求一些测定树脂含量的标准描述了热失重测量的标准条件和原则。
根据以下标准说明,可以进行CFRP中树脂含量热失重的实验。
1. 样品准备:用钻孔机或小锯片从复合材料板中切下一个直径小于0.1英寸的圆柱形样品。
样品的长度将大约为1/4英寸。
2. 实验仪器:热重分析器或热失重天平3. 标准操作流程:装载样品并从室温升温到800℃的过程。
在升温过程中,记录温度变化和重量变化。
在800℃时停止升温并记录重量变化过程,直至样品重量变化不再明显。
4. 实验数据分析:建立样品重量随时间变化曲线。
利用数据分析软件,计算样品在不同温度下的质量变化率。
根据分析结果绘制两条曲线,一条是样品质量变化率与温度的曲线,另一条是质量变化率的体积百分比随温度变化的曲线。
通过分析这两条曲线,可以确定样品中树脂的含量。
这里需要注意的是,CCFR中的树脂含量可能会因环氧树脂中不同的并且数量不同的硬化剂而有所差异。
因此,在实验过程中,应根据样品的实际情况进行针对性的设计。
总之,热失重法是测量CFRP中树脂含量的有效方法。
通过准确地按照标准流程进行实验和数据分析,可以得出准确的结果。
这些结果可以用于更好地了解材料的组成,改进材料生产和设计,并最终得到更好的性能。
碳纤维树脂复合材料
碳纤维树脂复合材料碳纤维树脂复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的复合材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
首先,碳纤维是一种由碳元素组成的纤维材料,具有高强度、高模量、低密度等特点。
它的强度是钢的几倍,密度却只有钢的四分之一,因此在航空航天领域被广泛应用于制造飞机、火箭等载具,能够减轻重量、提高飞行性能。
其次,树脂基体是碳纤维复合材料中的另一个重要组成部分,常用的树脂有环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等。
树脂的选择直接影响着复合材料的性能,不同的树脂可以赋予复合材料不同的力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能等。
碳纤维树脂复合材料的制备工艺通常包括预浸法、纺丝法、层叠法等。
预浸法是将干燥的碳纤维预先浸渍于树脂中,再经过固化而形成复合材料;纺丝法是通过将树脂和碳纤维同时纺丝并固化而制备复合材料;层叠法则是将预浸的碳纤维层叠在一起,经过加热和压缩而形成复合材料。
碳纤维树脂复合材料具有很高的比强度和比模量,因此在航空航天领域得到广泛应用。
例如,飞机的机身、机翼等部件采用碳纤维树脂复合材料可以大幅减轻重量,提高飞行性能;火箭的外壳、推进器等部件也可以采用碳纤维树脂复合材料,以提高载荷能力和减轻整体重量。
此外,汽车制造领域也是碳纤维树脂复合材料的重要应用领域。
汽车的车身、悬挂系统、制动系统等部件采用碳纤维树脂复合材料可以降低整车重量,提高燃油经济性和行驶性能。
同时,碳纤维树脂复合材料还具有良好的耐腐蚀性能,能够延长汽车的使用寿命。
在体育器材领域,碳纤维树脂复合材料也被广泛应用。
例如,高尔夫球杆、网球拍、自行车车架等都可以采用碳纤维树脂复合材料制造,以提高产品的强度和耐用性。
总的来说,碳纤维树脂复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车制造、体育器材等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步,碳纤维树脂复合材料的制备工艺和性能将得到进一步提升,为各个领域带来更多的创新和发展机遇。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法是一种常用的测定材料中树脂含量的方法,它通过在高温下评估组成材料的质量变化来确定树脂含量。
该方法适用于测量碳纤维复合材料中的树脂含量。
以下是相关参考内容,包括该方法的原理、样品制备、实验步骤以及结果计算。
1. 原理:热失重法是利用材料在高温下分解以及失重的特点来测定材料中树脂的含量。
树脂在高温下会分解并释放挥发性成分,随着时间的推移,样品中的质量会逐渐减少。
根据材料的质量损失情况,可以计算出树脂的含量。
2. 样品制备:将待测碳纤维复合材料切割成适当大小的样品,确保样品的质量是已知的。
样品的尺寸、形状以及几何形态必须符合标准要求。
3. 实验步骤:(1) 准备一台精确的电子天平来测量样品的质量。
(2) 将已知质量的样品放到热失重仪中。
(3) 将热失重仪在一定的温度范围内加热,通常在500℃- 900℃之间。
加热速率可以根据具体情况来确定。
(4) 当样品完全分解并且质量保持不变时,停止加热并记录最终质量。
4. 结果计算:根据实验得到的样品最终质量,可以计算出树脂的含量。
计算公式如下:树脂含量(%)=(样品初始质量 - 样品最终质量)/ 样品初始质量 × 100%在实际应用中,还需要参考国际、行业或企业的相关标准来制定具体的实验操作规程,确保测定结果的准确性和可靠性。
比如,ASTM D7905-14 "Standard Test Method for Determinationof the Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter"和ASTM D6370-99 "Standard Test Method for Rubber—Compositional Analysis by Thermogravimetry (TGA)"等。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法是一种常用的测定树脂含量的方法,其基本原理是根据样品在高温下失重的程度来计算样品中树脂的含量。
以下是热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准:
1. 测定温度:一般在550℃左右。
2. 样品质量:应按照规定取足够的样品,一般为3-5g。
3. 树脂含量计算公式:树脂含量(%)=(m0-m1)/m0×100% ,其中m0为样品的原始重量,m1为550℃下残留的重量。
4. 误差控制:精密天平应该采用具有较高的精度,托盘尽量选用直径较小的不锈钢托盘,杜绝样品外溢,称量要准确。
注:热失重法测定树脂含量时需注意控制的各项因素较多,需注意其准确性和可重复性。
碳纤维复合材料低温热导率测试方法
碳纤维复合材料低温热导率测试方法张建可【摘要】针对碳纤维复合材料在X、Y、Z 3个方向的各向异性特点,分析其传热机理,讨论分析了碳纤维复合材料低温热导率测试方法.采用两种不同方法分别测试出碳纤维复合材料3个方向的低温热导率数据.根据测试结果,讨论了影响测试精度的主要因素,如温度、试样装配、试样厚度的影响等,给出了部分碳纤维复合材料低温热导率与温度关系曲线.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】4页(P58-61)【关键词】碳纤维复合材料;低温热导率;测试【作者】张建可【作者单位】兰州物理研究所,真空低温技术与物理国防重点试验室,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】TB663碳纤维复合材料(CFRP)是由碳纤维和树脂基体复合而成,广泛地用于航天航空器部件和构件材料。
这种复合材料由于碳纤维材料排布方式和铺层方式不同,其复合后的热导率数值各向异性。
碳纤维是高导热材料,其热导率数值约为101—102W/(m·K),且各向异性,而树脂基体的热导率约为10-1—100数量级。
在实际使用中,碳纤维复合材料的铺层和排布方向不同,树脂含量不同,其热导率数据也随材料结构的方向不同、树脂含量等而不同。
试验表明,碳纤维复合材料的低温热导率与碳纤维排布方向、树脂的体积含量密切相关,且各向异性。
由于碳纤维复合材料工艺的影响,热导率计算有较大的误差。
在实际应用中,准确的数据还是采用测量的方法获得。
对于碳纤维复合材料,其方向的定义示意图见图1,垂直于铺层方向为厚度方向称为Z方向,X、Y方向是碳纤维复合材料在一个平面的两个相互垂直的方向。
对于铺层来说,通常选定纤维排布方向为0°方向即X方向,90°方向也就是垂直纤维排布方向即Y方向。
碳纤维复合材料低温热导率的测试,针对其各向异性一般采用两种测试装置,一种是一维稳态的平板热导率仪[1],另一种是一维稳态圆柱热导仪[2]。
应用TGA技术测定复合材料中的纤维含量.
应用TGA技术测定复合材料中的纤维含量导论我们常常在塑料中填充各种类型的材料以提高塑料的机械力学性能和热性能。
有机填充物和增强材料(如木屑)可以提高塑料的刚性。
纤维的填充有助于提高材料的硬度和结构强度。
除了天然的有机纤维(如黄麻和剑麻);还有人工合成的无机纤维(如玻璃纤维和碳纤维);并且有如芳香族聚酰胺类的有机纤维作为增强材料。
芳香族聚酰胺类纤维由于其较高的拉伸强度和相对较高的热分解温度(大约550°C),在增强塑料中尤其显得不同寻常。
玻璃纤维增强的热塑料被广泛地应用于工程材料中:它们由于具有良好的机械力学性能,从而能很容易地进行注塑和挤出等工艺处理。
这些材料被广泛地应用于汽车制造工业、精密机械和电子工程等各个领域。
芳香族聚酰胺类纤维增强的材料被应用的实例有耐高压的弹性软管和绳带,以及防弹衣等。
这些产品的质量保证与所用材料中增强纤维的含量有很直接的关系。
产品质量控制一个很重要的项目就是检测材料中增强纤维的含量。
而这种质量控制通过T G A技术能很容易地做到。
举例如下。
所谓热失重分析(T G A),就是在设定气氛下,在程序温度下(一般是线性温度程序)测量样品的重量变化与温度或时间的关系。
本文中的实例就是测定在氮气气氛下塑料的热裂解。
示例1:玻璃纤维增强的P A6实验条件:•仪器:TGA/SDTA851e(STARe热分析系统)•样品重量:11mg•升温速率:10K/min•温程:25~800°C•气氛:氮气,50ml/min实验结果见图10。
由图10可知:无填充的P A6在200°C失重大约2.5%,这一般是由于聚酰胺材料的去湿效应所致,在400~500°C样品分解完全,也就是材料100%的降解;而经过填充的P A6的热分解历程与未填充的P A6基本相同,只是在残余物的含量上有所不同:填充增强的P A6经过热分解所产生的24.5%的残余物可以认为是P A6样品中玻璃纤梅特勒-托利多热分析用户通讯/第十期/10-200278梅特勒-托利多热分析用户通讯/第十期/10-2002维的含量。