碳纤维材料力学测试标准解析

                                随着碳纤维应用领域（体育、航天、汽车等行业）日益广泛，机械性能为使用者较为关注的关键点。碳纤维为束丝状纤维，一束碳纤维往往由数千根甚至上万根单丝组成，本文结合碳纤维材料力学测试标准，重点介绍单丝、复丝和长丝的力学测试的方法，供大家参考备用。

◆碳纤维单丝拉伸强度
   碳纤维单丝拉伸强度参照《GB/T 31290 碳纤维 单丝拉伸性能的测定》，该标准等同采用 ISO 11566，测得碳纤维单丝的拉伸强度和弹性模量。

测试要点
单丝横截面积的测定；
试样衬和胶黏剂材料的选择以及试样的制备；
避免斜拉，样品拉伸轴线与上下夹头中心线一致；

◆碳纤维复丝拉伸强度
   参照《GB/T 3362 碳纤维复丝拉伸性能试验方法》，可测得碳纤维复丝的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率。

测试要点
复丝横截面积通过线密度除以密度得到；
以环氧树脂将复丝与纸质加强片，配合专用工具粘合，确保得到标准的样品；
避免斜拉，样品拉伸轴线与上下夹头中心线一致；

◆碳纤维长丝拉伸强度
   参照《GB/T 19975 高强化纤长丝拉伸性能试验方法》。该标准主要针对聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳纤维及其他高强度化纤长丝的断裂强度、断裂伸长率、初始模量和拉伸蠕变性能等指标。

测试要点
   自动斜率计算功能，试验机测试软件具有自动线性回归能力，给出碳纤维试样的初始斜率数据。

由于碳纤维拉伸强度测试，需要纤维线密度、体密度等指标，在上述标准中有明确说明。从1986年起，日本发布了碳纤维力学性能测试标准JISR7601-1986《碳纤维试验方法》，标准中涵盖了单丝、束丝的力学性能测试方法，后续有修订版本，该标准也有很大参考意义。