2020-03-13 11:32:56, 制样老司机 标乐中国
纤维增强复合材料一般是指由玻璃纤维、碳纤维、硼纤维做为增强材料,以不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂为基体的复合材料。具有密度小、强度高、耐化学腐蚀、电绝缘性能优异以及加工性能好等特点,可用于航空航天、船舶、化工、电子、汽车制造、建筑工程等行业。下图为碳纤维增强复合材料在飞机和汽车中的典型应用案例。
纤维种类、编织方式、纤维表面处理、在树脂中的分散性和长径保留比、纤维含量都影响最终的增强效果。在微观尺度上,复合材料的强度决定于基体材料与增强纤维界面的强度,要实现这一点必须使材料在界面上形成能量的最低结合,即液体与固体之间的润湿。因此研究复合材料中纤维和基体界面的组成、结构、控制、性能和改进界面相,是复合材料的基础理论之一。但玻璃纤维和碳纤维具有高强度低伸长,易弯曲脆断等特性,给样品制备带来很大的困难。本文以碳纤维增强树脂为例进行样品制备。
制备步骤
01切割
因导热性约为金属材料的1/100,并含有硬质的改性氧化物填料等原因造成散热条件差,产生的热与碎屑不易被带走。若选用砂轮片切割,因切割片厚度造成的切口损失较大,产生的热量会使树脂融化粘接在砂轮片表面,造成切割困难。若用大颗粒的金刚石切割片进行切割又会造成纤维脆性破碎严重,给后续磨抛带来困难。切割时推荐使用精密切割机Isomet High Speed Pro 搭配15HC的金刚石切割片进行切割。
02镶嵌
若基体树脂材料受热不软化不变形,可选用热压镶嵌法进行镶嵌;若不清楚基体材料的热性能参数,真空环氧树脂镶嵌无疑是更为明智的选择,树脂可选择Epokwick FC,此款树脂粘度低流动性好、收缩率极低,2小时左右即可固化。
03磨抛
本实验使用标乐Ecomet-Automet半自动磨抛机,因其压力载荷可控,并可实现多个样品同时制备,可极大提高样品制备的重复性,采用步骤见表1。
表1 碳纤维增强树脂复合材料磨抛步骤
使用大粒号的砂纸在去除损伤的同时会造成新的损伤,因碳化硅颗粒较锋利,纤维在承受剪切力时易脆断,即使长时间研磨也无法得到平整无损伤的表面,如图6所示,使用两张P400研磨8分钟后,纤维表面破碎情况未有任何改观。因此建议P400砂纸研磨两分钟,将切割造成的树脂损伤去掉即可。
标乐的TexMet P抛光布是多孔的硬质无纺布,配合使用9μm金刚石悬浮液,可在保持较高去除速率的同时保护碳纤维不被损伤破碎,需要增加抛光时间至约10分钟直到将损伤全部去除,如图7所示为抛光10分钟后纤维形貌。接着用编织的TriDent抛光布配合3μm抛光液抛光4~6分钟将9μm悬浮液产生的划痕进一步去除(图8),最终使用人工合成多孔橡胶ChemoMet抛光布配合0.05μm氧化铝悬浮液,可得到无划痕,纤维形貌保持良好的最终表面(图9)。
微信ID:标乐试样秀
长按左侧二维码关注
06-18 TESCAN中国
解决临床创新“卡脖子”难题,丹纳赫重磅推出医院创新转化解决方案!06-18
徕卡精准空间生物学解决方案 第三弹06-18 郑晓业、童昕
618 嗨购一起“徕” | 网上商城活动来袭!06-18 徕卡显微系统
【培训活动】显微镜成像高阶培训系列(一) 共聚焦多维度成像技术解决方案06-18 徕卡显微系统
【展会】第十五届中国医师协会骨科医师年会06-18 徕卡显微系统
【直播预告】第十届电子显微学网络会议06-18 徕卡显微系统
【案例研究】双视野光片显微镜,适用于类器官及胚胎06-18 徕卡显微系统
议程确定|第四届锂离子电池热测试主题研讨会06-18
文献解读|安徽理工大学马衍坤教授团队《煤炭学报》:震动载荷多次作用下烟煤孔裂隙结构演化特征试验研究06-18 纽迈分析
中国的新质生产力正在服务全球市场!GE医疗北京基地CT交付量达3.5万台/套06-17
兰格ACHEMA 2024展会回顾:探寻精密流体传输市场新机遇06-17
宝英科技推出VOCs治理设施精细化管理实施方案,助力重点行业企业绿色升级06-17 宝英科技
赛默飞X先锋“肽”势:多肽药物研发与创新研讨会06-17
一省检验检测行业营收突破160亿元!06-17
仪器租赁 | 沃特世 液质联用,月租金52000元起06-17
不同行业实验室“以旧换新”,涉及哪些仪器设备?06-17
目标!检验机构总营收超100亿!06-16
一张“A4纸”售价高达万元,这家第三方检测公司是怎么做到的?06-15
GLMY创想仪器丨参加东北地区铸造年会06-15 国产精密仪器厂家