国产碳纤维拉伸性能研究-王自柯

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1、编者按:纤维增强复合材料(FRP)具有轻质高强、耐腐蚀等优点，已在土木、水利、交通、能源、航空航天等工程领域得到广泛应用。本刊追踪FRP领域的发展动态，结合国家自然科学基金、国家“863”科技项目、国家“973”计划等研究课题的新成果，针对FRP材料制品研究开发、FRP复合材料的力学性能研究、FRP复合材料的耐久性能、FRP在结构加固中的应用、预应力FRP混凝土结构等方面的研究进行报道，以促进FRP在建设工程领域的相关研究及技术推广，提高该领域的科学研究和工程应用水平。*国产碳纤维拉伸性能研究王自柯咸贵军李惠(哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090)摘要:通过单丝拉伸试验方法

2、对国产碳纤维的单丝拉伸性能进行系统测试，并采用Weibull分布函数对拉伸强度进行统计分析。结果表明，国产碳纤维的单丝拉伸性能指标与东丽T700级和台丽TC36S型碳纤维仍存在较大差距。扫描电子显微镜SEM分析说明，东丽T700级碳纤维表面光滑平整，台丽TC36S型碳纤维表面有较浅沟槽，国产碳纤维单丝表面沟槽较宽、较深，表面结构的特点可能是导致国产碳纤维拉伸强度较低的主要原因。关键词:国产碳纤维;单丝拉伸;力学性能;表面结构DOI:10.7617/j．issn．1000-8993.2013.06.001STUDYOFTHETENSILEPROPERTIESOFDOMESTICCARB

3、ONFIBERSWangZikeXianGuijunLiHui(SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China)Abstract:ThetensilemechanicalpropertiesofsinglecarbonfibersproducedinChinaweretested．TheWeibulldistributionfunctionwasusedtoanalyzethetestingresults．Itisfoundthatthetensilestrengthofthedomest

4、iccarbonfibersismuchlowerthanthatofTorayT700andTC36Scarbonfibers．Scanningelectronmicroscope(SEM)analysisshowsthatthesurfaceofTorayT700carbonfiberissmooth，andthereareshallowgroovesonthesurfaceofTC36Scarbonfiber;whereastherearewideranddeepergrooveronthesurfaceofdomesticcarbonfiber．Whichmayberespo

5、nsibleforrelativelylowertensilestrengths．Keywords:domesticcarbonfibers;filamenttensiletest;mechanicalproperties;surfacestructures碳纤维增强复合材料(CFRP)以其轻质、高强、固化，最后对固化好的试样进行拉伸测试。束丝拉耐腐蚀等优点在土木工程领域中得到了广泛地应伸测试方法可以参照GB/T3362—2005《碳纤维复［1］用，碳纤维作为复合材料的增强体，其性能的优丝拉伸性能试验方法》或ASTMD4018—99《碳及劣直接决定了复合材料的整体性能。近几年来，国石

6、墨纤维束的连续长丝抗拉特性的标准试验方［2］法》。单丝拉伸测试方法是指先从纤维束中抽取单内掀起了一股生产碳纤维的热潮，并取得了阶段性成果，国产碳纤维的力学性能有了显著提高。系根碳纤维，粘结固定在试样卡片的两端，最后利用精统地表征国产碳纤维的力学性能，对于评价国产纤密拉伸设备进行测试的方法，可以参照ASTMD维以及进一步提高国产碳纤维的主要性能指标具有3379—75《高弹性模数单丝材料的抗拉强度和杨氏重要的指导意义。碳纤维力学性能常用的测试方法有束丝拉伸测*国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2012CB026203)。［3-4］试和单丝拉伸测试两种。其中，束丝拉伸测试第一作者

7、:王自柯，男，1988年出生，博士。电子信箱:wangzike1711@sina．com方法是指先将处于蓬松状态下的一束碳纤维经树脂收稿日期:2013－01－25完全浸渍处理，然后使其在零捻度方向一定张力下IndustrialConstructionVol.43，No.6，2013工业建筑2013年第43卷第6期1模量的试验方法》进行测试。碳纤维属脆性材料，其单丝拉伸强度具有较大比较两种测试方法，束丝拉伸测试的优点是操的离散性，满足Weibull分布函数，