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复合材料中碳纤维体积含量的计算与测试方法

嘉峪检测网        2020-01-06 16:53

1 碳纤维体积含量理论计算方法

 

碳纤维复合材料是由碳纤维和基体树脂两种组分组成,因此复合材料中碳纤维体积含量与纤维、树脂的体密度等因素有关,可以通过两种方法进行计算,详细计算公式如下:

复合材料中碳纤维体积含量的计算与测试方法

 

2 碳纤维体积含量实际测量方式

 

上述公式为复合材料中碳纤维体积含量的理论计算公式,而在实际测试时可以采用DSC/TG设备进行测量,因为树脂在高温环境下分解,通过实验前后复合材料重量损失可以获得复合材料中碳纤维含量。

 

同步热分析仪(DSC/TG)

复合材料中碳纤维体积含量的计算与测试方法

耐驰公司STA 449 F3型同步热分析仪,测试范围为室温~1650℃,能同时测试样品热效应(转变温度、热焓等)与质量的变化。

 

同步DSC-TG热分析仪拓展了TGA的测定范围和DSC的温度范围,具有坚固、灵活、易于操作等特点。通过安装高温炉体及高性能传感器、配以恰当的附件,采取顶部装样的同步热分析仪几乎可以满足所有的应用。

 

3 碳纤维体积含量测试实例分析

 

复合材料中碳纤维体积含量的计算与测试方法

 

上图为碳纤维复合材料在空气氛围中加热到700℃得到曲线,400℃、500℃左右树脂燃烧分解失重明显,而由于碳纤维在低温环境下不会存在质量损失,因此经计算得到复合材料中碳纤维含量61.7%。

 

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来源:钱鑫中科院