碳纤维力学性能测试标准

在碳纤维的力学性能测试，目前全球各地基本都已经形成了自己的测试标准，如作为全球领先碳纤维制造大国日本从1986年便发布了其碳纤维力学性能测试标准JISR7601-1986《碳纤维试验方法》，标准中涵盖了碳纤维单丝、束丝的拉伸力学性能测试方法，2006年修订版的标准JIS R7601-2006发布。

近年来，随着我国碳纤维研究和生产水平的提高，我国碳纤维性能测试也逐渐形成了标准体系，如《GB/T 3362-2005碳纤维复丝拉伸性能试验方法》基本满足了常规碳纤维力学性能的测试，但在一些方面还需要进一步改进，为此在2011年国家又发布了《GB/T 26749-2011碳纤维浸胶纱拉伸性能的测定》等，系列国家标准的发布标志着我国在碳纤维性能测试方面形成了较完整的标准体系。

由于在碳纤维拉伸强度计算时，需要纤维线密度、体密度等指标（如下所示），因此在上述系列标准中也会同时包括线密度、体密度等相关的测试。

碳纤维拉伸强度的计算公式

虽然各国均有相应的碳纤维测试标准，但是按照标准操作，并不能保证大家都能获得准确的测试结果。我们客户中就出现过这样一个问题：产品做出来后，自己测试结果始终不理想，只能不断进行工艺调试，但当委托我们进行样品测试时，性能达到甚至超过了产品指标，这就说明虽然有了可供参考的测试标准，但是测试技术水平却有高低之分。

碳纤维束丝力学性能测试

碳纤维束丝力学性能测试又叫复丝力学性能测试，顾名思义它是指将一束碳纤维作为整体进行拉伸测试，从而获得碳纤维的拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率等力学性能数据。

在进行碳纤维束丝力学性能测试时，大致流程包括使用浸胶处理、拭去多余胶液、烘箱固化、加强片处理、拉伸测试。在测试过程中，很多工序都是要人工操作，这其实就为最终测试结果带来了不确定因素，比如一位操作熟练的测试人员和刚上手测试人员采用同样的工具和流程测试结果会产生明显不同。

因此，如何有效降低人工操作带来的测试结果波动性对于碳纤维束丝性能测试而言至关重要。下图为日本东丽自动化制样装置，能够有效降低人为因素对力学性能测试的影响。下文重点讲述一下中科院宁波材料所碳纤维团队科研人员是如何高效制样并保证测试结果准确性的。

 东丽内部规范自动制样装置