CN112033815A - 一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 - Google Patents
一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112033815A CN112033815A CN202010870670.4A CN202010870670A CN112033815A CN 112033815 A CN112033815 A CN 112033815A CN 202010870670 A CN202010870670 A CN 202010870670A CN 112033815 A CN112033815 A CN 112033815A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alumina fiber
- crushing
- flexibility
- pressure
- alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 188
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 99
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/0003—Steady
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
- G01N2203/0048—Hydraulic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0055—Generation of the force using mechanical waves, e.g. acoustic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0067—Fracture or rupture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
- G01N2203/0087—Resistance to crushing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/025—Geometry of the test
- G01N2203/0258—Non axial, i.e. the forces not being applied along an axis of symmetry of the specimen
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
- G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明提供一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，包括以下步骤：(1)采用压力破碎、搅拌破碎、超声破碎中一种破碎方法将氧化铝纤维破碎；(2)将破碎后的氧化铝纤维放入容量为1L的烧杯中，然后加入去离子水；通过变频搅拌器对氧化铝纤维进行搅拌分散一定时间；再把氧化铝纤维混合溶液倒入容量为1L的量筒中，然后加去离子水调整氧化铝纤维和溶液的总体积至1L刻度，并静置固定时间；读取氧化铝纤维沉降后的体积数值，通过体积数值的大小来对氧化铝纤维的柔韧性进行比较评判。实现了氧化铝纤维柔韧性能的快速、可靠评价。
Description
技术领域
本发明属于无机材料领域，涉及一种柔韧性能测试方法及装置，具体涉及一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法。
背景技术
氧化铝纤维是一种高性能的无机非金属纤维，现在国内使用的高质量氧化铝纤维还依赖于进口，国内能够自行生产的大部分氧化铝纤维还是以短纤散棉为主。
国内关于氧化铝纤维性能的测试方法也相对落后不统一，没有相应的国家标准或是行业标准，科研院所、高校和相关的生产企业通常采用自己探究摸索的一套办法或是借鉴玻璃纤维、碳纤维等的测试方法来进行所需的检验测试。
氧化铝纤维的一个应用方向是做成针刺毯、湿法毡、纸和模块等聚集体形式，用在高温电炉、辊道窑、气氛炉和热处理炉等炉体的内衬或外层等部位来作为保温材料或是隔热材料。纤维作为该方向聚集体的组成材料，其一个重要性能参数柔韧性，直接影响决定聚集体的耐压性能、掉粉和后加工性能等。但是由于散棉生产收集后，手捏或镊子夹取时易碎单根纤维取样难度大，无法采用长纤柔韧性能测试方法来进行检测，现在许多的生产企业都是靠生产和质量人员的手感结合经验来对纤维的柔韧性能进行粗略评判，然后对生产进行指导；另外如果采用制备成相应的聚集体后再来测试其耐压性能，周期又过长，无法及时将产品质量反馈到生产线。
因此需要探索发明一种快速简洁的测试方法，在短时间内利用设备和数据来客观的反映氧化铝纤维柔韧性能，及时提供准确、可靠的柔韧性的参考数据。
发明内容
本申请通过提供一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法及装置，解决了现有技术中存在的无法快速评价氧化铝纤维柔韧性的问题，实现了氧化铝纤维柔韧性能的快速、可靠评价。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，包括以下步骤：
(1)采用下述方法之一将氧化铝纤维破碎；
(1.1)压力破碎：将氧化铝纤维放入特制压力破碎装置，保压一定时间，达到破碎目的；
(1.2)搅拌破碎：将氧化铝纤维分散于去离子水中，使用机械搅拌装置进行强力机械
搅拌，使氧化铝纤维达到破碎目的；
(1.3)超声破碎：将氧化铝纤维分散于去离子水中，使用超声振动器进行超声破碎，达到破碎目的；
(2)采用下述方法评价纤维的柔韧性
(2.1)将上述任意一种破碎方式破碎后的氧化铝纤维放入容量为1L的烧杯中，然后加入去离子水；
(2.2)通过变频搅拌器对氧化铝纤维进行搅拌分散一定时间；
(2.3)再把氧化铝纤维混合溶液倒入容量为1L的量筒中，然后加去离子水调整氧化铝纤维和溶液的总体积至1L刻度，并静置固定时间；
(2.4)读取氧化铝纤维沉降后的体积数值，通过体积数值的大小来对氧化铝纤维的柔韧性进行比较评判。
优选的，步骤(1.1)中保压时间为1～30min。
优选的，步骤(1.1)中保压压力为800～1400N。
优选的，步骤(1.2)中所述搅拌破碎的具体方法为：在搅拌容器中加入1～20g的氧化铝纤维，再加入10～1000mL的去离子水，在1000～15000r/min的搅拌速度下强力机械搅拌2～30min，使氧化铝纤维达到破碎目的。
优选的，步骤(1.3)中所述超声破碎的具体方法为：取1～20g的氧化铝纤维于10～1000mL去离子水中，利用频率为28KHz的超声振动器进行超声破碎，超声时间1～30min，达到破碎目的。
优选的，步骤(2.2)中搅拌分散时间为1～10min，步骤(2.3)中静置时间为5～20min。
优选的，在步骤(2.1)中加入去离子水后，再加入分散剂。
进一步优选的，所述分散剂为聚氧化乙烯(PEO)溶液、羧甲基纤维素溶液中的一种或两种。通过分散剂的添加来与改变溶液对纤维的浸润性，改变纤维与纤维之间的排斥力，使纤维分散的更好。减小测量误差。
进一步优选的，所述分散剂的质量分数为0.01～0.1wt％。
优选的，所述氧化铝纤维为氧化铝纤维散棉。
上述破碎方法和评价方法的原理为：由于氧化铝纤维为陶瓷晶体纤维，属于脆性材料，因此不同柔韧性能的氧化铝纤维加工成纤维聚集体后，在承受外力的情况下，纤维会产生破碎，纤维之间结合力减弱，聚集体形式得到破坏，且受柔韧性能的影响，不同柔韧性能的纤维在相同的破碎方式下破碎程度不同，相同纤维在不同的破碎方式(压力、机械搅拌和超声波等)下破碎程度也不同，这些因素都直接决定聚集体在不同环境下的使用寿命。因此本发明总结纤维散棉受力破碎的过程及特点，首先是通过压力、机械搅拌或是超声波的方式来实现纤维的破碎，且通过改变破碎的条件(时间、压力、频率等)可以相对准确快速的使破碎程度得到控制，使不同柔韧性的纤维在破碎程度上产生可以进行评判的区别。评价方法是结合短纤打浆成纸和成毡的工艺过程总结而来，纤维分散至浆液中在浮力、分散剂、表面活性剂和搅拌力等的共同作用下，可以达到均匀分散的目的，进而在负压下作用下沉降至纤网表面时，纤维与纤维之间自由交错，成为在三维方向上均匀性一致的纸或是毡。而纤维的长短(即纤维的破碎程度)对纤维成纸或成毡后的性能(厚度、纸张均匀性、强度等)都会产生直接的影响，本发明即是利用纤维长度对成纸和成毡厚度的影响得来的。因此，由以上可以得出：柔韧性差，破碎后纤维短，沉降后厚度薄，体积小；柔韧性好，破碎后纤维长，沉降厚度厚，体积大。
基于以上破碎方式和纤维分散形式，本发明采用压力破碎、机械搅拌破碎和超声破碎的形式，对纤维进行破碎；再利用溶液对纤维进行分散，沉淀，得到体积数值，用体积数值来评价纤维的柔韧性能。并经过大量试验验证了上述评价方法的准确性和可靠性，能够用来快速评价氧化铝纤维的柔韧性能。
由于无机纤维有一个共同的特性-脆性大(与有机纤维相比)，使用上述方法都可以达到对纤维的破碎和柔韧性评价，因此本方法可以应用于非水溶性的其它无机纤维，如氧化锆纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维等。
根据氧化铝纤维聚集体制品湿法毡和针刺毯使用过程中的抗压性能，产品在承受压力条件纤维聚集体在整体性能上产生变形，随着变形量的增大，纤维与纤维之间的空隙减小，当纤维本身的强度无法承受压力增大到的程度时，纤维即失去稳定性开始破碎，直到达到一定压力和一定时间下的一个稳定状态，即上述原理中所阐述的破碎程度。因此依据该使用性能本发明还提供一种应用于上述方法中的压力破碎装置，使用本装置的测试结果能够与对压力要求比较高的氧化铝纤维聚集体产品生产企业的要求相一致，更好地保证纤维性能满足客户的特殊需求。如：某种纤维聚集体产品在使用过程中需要经常反复的经受压力冲击，那么其在使用时所经受的压力冲击即与我们设计的压力破碎过程相类似，通过这种压力破碎装置就可以更加准确(与机械搅拌、超声及其它破碎方式相比)的来测试反应该种性能的优劣，为该类企业提供更为可靠的技术指标。
与压力破碎相比，利用搅拌和超声进行氧化铝纤维破碎时，其对氧化铝纤维的破碎同样可以利用时间和输出功率的改变得到相应的准确控制，确保氧化铝纤维柔韧性评判时每次破碎程度稳定可靠且具有可比性，只是在对抗压性具有特殊要求的产品针对性上具有一定的差异，对抗压性能的判别上不够准确科学。
一种压力破碎装置，包括加压装置和加压罐，所述加压装置包括：
工作台和位于工作台正上方的机头；连接工作台和机头的侧臂；液压缸，所述液压缸位于机头上，所述液压缸的伸缩杆竖直向下；活塞，所述活塞连接在伸缩杆的下端；
所述加压罐设置在工作台上且正对活塞，所述加压罐包括：
罐体和与罐体相配合使用的加压柱，所述罐体设有上端开口的用于容纳样品和加压柱的空腔。
加压柱和罐体采用分体式设计，便于装入和取出样品，并且便于清洗。
优选的，所述工作台上设有用于固定加压罐位置的限位凹槽，所述限位凹槽正对活塞。
进一步优选的，所述限位凹槽的形状和大小与加压罐的底面相同。
优选的，所述罐体底部设有底座，底座尺寸大于罐体底部尺寸，底座起到稳固作用。
底座外径与限位凹槽的形状和尺寸相同。
优选的，所述罐体为圆柱体。
优选的，所述空腔为圆柱形，所述加压柱顶端设有加压头，所述加压柱和加压头为两个同轴圆柱体，且加压柱的直径与空腔内径相同，加压头的直径大于加压柱体直径，加压头起到分散压力作用，使样品受到的压力更加均匀。
优选的，所述加压装置为压力机或万能测试机。
优选的，所述加压装置还包括电机、减速机构和控制器，所述控制器连接电机，电机通过减速机构带动液压缸的伸缩杆上下运动，进而通过活塞对加压柱施加压力，将样品压碎。
所述控制器用于控制加压压力和加压时间。
优选的，所述罐体为不锈钢材质制成的罐体，其型号为Q235、45、40Cr、50Mn、304、316。
使用方法：将一定量的样品置于罐体中，将加压柱置于罐体的空腔中，将整个加压罐放置于工作台上，设定压力和加压时间，对样品进行加压破碎。
本发明的有益效果：
(1)为氧化铝纤维及其它陶瓷纤维的柔韧性测试提供了一种可靠的测试方法。
(2)提供了一种快速、简易的压力破碎装置，能够快速对氧化铝纤维进行破碎，氧化铝纤维受压力度均匀，能够减小后续测试误差，这种方法可以对纤维的破碎程度进行相对准确的控制，特别适用于对耐压性具有特殊要求的产品。
(3)使用本申请提供的方法够快速评价氧化铝纤维的柔韧性能。
附图说明
图1是本发明实施例压力破碎容器装置的结构示意图；
图2是本发明压力破碎方法破碎氧化铝纤维柔韧性测试流程图。
附图标记：
1-机头；2-工作台；3-侧臂；4-活塞；5-罐体；6-加压柱；7-底座；8-加压头；9-样品。
10-压力破碎阶段；11-搅拌分散阶段；12-纤维沉降后刻度(抗破碎数值)；13-分散溶液刻度；13-柔韧性评判测试阶段。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
如图1所示的一种压力破碎装置，包括加压装置和加压罐，
所述加压装置包括：工作台2和位于工作台2正上方的机头1；连接工作台2和机头1的侧臂3；液压缸，所述液压缸位于机头1上，所述液压缸的伸缩杆竖直向下；活塞4，所述活塞4连接在伸缩杆的下端；
所述加压罐设置在工作台2上且正对活塞4，所述加压罐包括：
罐体5和与罐体5相配合使用的加压柱6，所述罐体5设有上端开口的用于容纳样品9和加压柱6的空腔。
加压柱6和罐体5采用分体式设计，便于装入和取出样品，并且便于清洗。
将一定量的样品置于罐体中，将加压柱6置于罐体的空腔中，将整个加压罐放置于工作台上2，保持一定压力和加压时间，对样品进行加压破碎。
实施例2
如图1所示的一种压力破碎装置，包括加压装置和加压罐，
所述加压装置包括：工作台2和位于工作台2正上方的机头1；连接工作台2和机头1的侧臂3；液压缸，所述液压缸位于机头1上，所述液压缸的伸缩杆竖直向下；活塞4，所述活塞4连接在伸缩杆的下端；
所述加压罐设置在工作台2上且正对活塞4，所述加压罐包括：
罐体5和与罐体5相配合使用的加压柱6，所述罐体5设有上端开口的用于容纳样品9和加压柱6的空腔。
加压柱6和罐体5采用分体式设计，便于装入和取出样品9，并且便于清洗。
具体的，所述工作台2上设有用于固定加压罐位置的限位凹槽，所述限位凹槽正对活塞4。所述限位凹槽的形状和大小与加压罐的底面相同。
将一定量的样品置于罐体5中，将加压柱置于罐体5的空腔中，将整个加压罐放置于工作台上的凹槽中，设定压力和加压时间，对样品进行加压破碎。
实施例3
如图1所示的一种压力破碎装置，包括加压装置和加压罐，
所述加压装置包括：工作台2和位于工作台2正上方的机头1；连接工作台2和机头1的侧臂3；液压缸，所述液压缸位于机头1上，所述液压缸的伸缩杆竖直向下；活塞4，所述活塞4连接在伸缩杆的下端；
所述加压罐设置在工作台2上且正对活塞4，所述加压罐包括：
罐体5和与罐体5相配合使用的加压柱6，所述罐体5设有上端开口的用于容纳样品9和加压柱6的空腔。
加压柱6和罐体5采用分体式设计，便于装入和取出样品，并且便于清洗。
具体的，所述工作台2上设有用于固定加压罐位置的限位凹槽，所述限位凹槽正对活塞4。所述限位凹槽的形状和大小与加压罐的底面相同。
所述罐体5底部设有底座7，底座7尺寸大于罐体5底部尺寸，底座7起到稳固作用。在压力破碎过程中，罐体5不会发生移动，保证氧化铝纤维受压力均衡。底座7外径与限位凹槽的形状和尺寸相同。
所述罐体5为圆柱体。所述空腔为圆柱形，所述加压柱6顶端设有加压头8，所述加压柱6和加压头8为两个同轴圆柱体，且加压柱的直径与空腔内径相同，加压头8的直径大于加压柱6体直径，加压头8起到分散压力作用，使样品9受到的压力更加均匀。
所述加压装置还包括电机、减速机构和控制器，所述控制器连接电机，电机通过减速机构带动液压缸的伸缩杆上下运动，进而通过活塞对加压柱施加压力，将样品压碎。所述控制器用于控制加压压力和加压时间。
将一定量的样品9置于罐体5中，将加压柱6置于罐体5的空腔中，将整个加压罐放置于工作台2上，使加压罐的底座7置于凹槽中，设定压力和加压时间，对样品9进行加压破碎。
实施例4
氧化铝纤维柔韧性能测试方法，包括以下步骤，其流程图2所示：
(1)用天平称取5g氧化铝纤维散棉；放入自行设计的304不锈钢氧化铝纤维压力破碎装置中进行破碎，压力罐罐体的内径参数：内径30mm，高度60mm；对氧化铝纤维进行加压至1400N，保压5min；
(2)将压力破碎后的纤维倒入装有1000mL去离子水的烧杯中，在搅拌器(转速200r/min)下搅拌分散5min；
(3)将分散均匀的纤维混合物倒入1000mL量筒中，静置10min，纤维均匀的沉降至量筒底部，纤维所占体积为310mL，即为该纤维在该测试条件下的抗破碎数值。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为290、310和300，说明按上述条件可以客观稳定准确的反应产品柔韧性，偏差在0-20ml之间。
实施例5
(1)用天平称取5g与实施例4中同一批次的氧化铝纤维散棉；放入自行设计的304不锈钢氧化铝纤维压力破碎装置中进行破碎，压力罐罐体的内径参数：内径50mm，高度100mm；对氧化铝纤维进行加压至800N，保压5min；
(2)将压力破碎后的纤维倒入装有1000mL去离子水的烧杯中，在搅拌器(转速200r/min)下搅拌分散5min；
(3)将分散均匀的纤维混合物倒入1000mL量筒中，静置10min，纤维均匀的沉降至量筒底部，纤维所占体积为390mL，即为该纤维在该测试条件下的抗破碎数值。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为395、390和410，说明按上述条件也可以客观稳定准确的反应产品柔韧性，偏差在0-20ml之间，同时与实例4中相比，容器尺寸保持不变，随着压力的变小(即压强减小)，纤维的破碎程度减弱，纤维长度更长，测量数值便会呈现规律性增长，复合理论规律。
实施例6
(1)用天平称取5g氧化铝纤维散棉；放入自行设计的304不锈钢氧化铝纤维压力破碎装置中进行破碎，压力罐罐体的内径参数：内径30mm，高度60mm；对氧化铝纤维进行加压至1400N，保压10min；
(2)将压力破碎后的纤维倒入装有1000mL去离子水的烧杯中，在搅拌器(转速200r/min)下搅拌分散5min；
(3)将分散均匀的纤维混合物倒入1000mL量筒中，静置10min，纤维均匀的沉降至量筒底部，纤维所占体积为125mL，即为该纤维在该测试条件下的抗破碎数值。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为120、105和125。说明按上述条件也可以客观稳定准确的反应产品柔韧性，偏差在0-20mL之间。
同时与实例4中相比，容器尺寸保持不变，压力不变(即压强不变)，保压时间延长，纤维的破碎程度增大，纤维长度更短，测量数值便会呈现规律性降低，符合理论规律。
实施例7
(1)用天平称取5g重的与实例1中同一批次氧化铝纤维散棉；放入装有100mL去离子水的304不锈钢制材质搅拌容器中，容器参数：内径100mm，高度180mm；用强力搅拌器进行搅拌破碎，转速调制5000r/min，搅拌10min；
(2)将搅拌后的纤维混合物倒入1000mL烧杯中，加去离子水至1000ml，再利用搅拌器(转速200r/min)搅拌分散5min；
(3)将搅拌分散后的纤维混合物立即倒入量筒，静置10min，氧化铝纤维所占体积为290mL，即为该氧化铝纤维在该测试条件下的抗破碎数值。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为295、280和285mL，测量数值稳定。
实施例8
(1)用天平称取5g重的与实例1中同一批氧化铝纤维散棉；放入装有100mL去离子水的304不锈钢制材质搅拌容器中，容器参数：内径100mm，高度180mm；用强力搅拌器进行搅拌破碎，转速调制10000r/min，搅拌10min；
(2)将搅拌后的纤维混合物倒入1000mL烧杯中，加去离子水至500mL，再利用搅拌器(转速200r/min)搅拌分散5min；
(3)将搅拌分散后的纤维混合物倒入量筒，并立即加入去离子水，体积调整至1000mL，静置10min，读取氧化铝纤维所占体积，即为该氧化铝纤维在该测试条件下的抗破碎数值150mL。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为145、150和165mL，测量数值同样稳定。
与实例7比较，搅拌时间不变，转速增大，纤维的破碎程度增大，纤维长度更短，测量数值便会呈现规律性降低。同理转速不变，搅拌时间增长，纤维同样变短，测量数值出现规律性降低。
实施例9
(1)取与实施例4同批次产品重复实施例4的步骤1，
(2)将第二步去离子是改为浓度为0.05％的羧甲基纤维素水溶液1000ml，在搅拌器(转速200r/min)下搅拌分散5min；
(3)将分散均匀的纤维混合物倒入1000mL量筒中，静置10min，纤维均匀的沉降至量筒底部，纤维所占体积为350mL，即为该纤维在该测试条件下的抗破碎数值。
(4)取同批产品3份重复以上测试，数值分别为360、360和350，误差缩小至5-10ml范围，由于分散剂的加入可以减少纤维团聚，使沉降后纤维分散更均匀。
试验例：
取不同批次的氧化铝纤维采用相同的柔韧性测试参数进行测试，得到的纤维破碎数值如下表1所示，并且对纤维的相应拉伸强度和0.2Mpa压力压缩后的密度进行测试，结果均如下表1所示。其中，各氧化铝纤维的破碎数值的测试参照实施例4。
表1不同氧化铝纤维的性能比较
| 样品编号 | 纤维一 | 纤维二 | 纤维三 | 纤维四 | 纤维五 |
| 纤维抗破碎数值(mL) | 50 | 150 | 300 | 400 | 600 |
| 湿法毡拉伸强度(N/mm) | 0.7 | 1.1 | 1.8 | 2.5 | 2.8 |
| 湿法毡0.2MPa压缩密度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.5 | 0.39 | 0.34 | 0.32 | 0.29 |
由上表1可以看出，纤维破碎数值和湿法毡拉伸强度成正比，和湿法毡0.2MPa压缩密度成反比，能够准确反应氧化铝纤维的柔韧性能。
Claims (10)
1.一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用下述方法之一将氧化铝纤维破碎；
(1.1)压力破碎：将氧化铝纤维放入压力破碎装置，保压一定时间，达到破碎目的；
(1.2)搅拌破碎：将氧化铝纤维分散于去离子水中，使用机械搅拌装置进行强力机械搅拌，使氧化铝纤维达到破碎目的；
(1.3)超声破碎：将氧化铝纤维分散于去离子水中，使用超声振动器进行超声破碎，达到破碎目的；
(2)采用下述方法评价纤维的柔韧性
(2.1)将上述任意一种破碎方式破碎后的氧化铝纤维放入容量为1L的烧杯中，然后加入去离子水；
(2.2)通过变频搅拌器对氧化铝纤维进行搅拌分散一定时间；
(2.3)再把氧化铝纤维混合溶液倒入容量为1L的量筒中，然后加去离子水调整氧化铝纤维和溶液的总体积至1L刻度，并静置固定时间；
(2.4)读取氧化铝纤维沉降后的体积数值，通过体积数值的大小来对氧化铝纤维的柔韧性进行比较评判。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，步骤(1.1)中保压时间为1～30min；保压压力为800～1400N。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，步骤(1.2)中所述搅拌破碎的具体方法为：在搅拌容器中加入1～20g的氧化铝纤维，再加入10～1000mL的去离子水，在1000～15000r/min的搅拌速度下强力机械搅拌2～30min，使氧化铝纤维达到破碎目的。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，步骤(1.3)中所述超声破碎的具体方法为：取1～20g的氧化铝纤维于10～1000mL去离子水中，利用频率为28KHz的超声振动器进行超声破碎，超声时间1～30min，达到破碎目的。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，步骤(2.2)中搅拌分散时间为1～10min，步骤(2.3)中静置时间为5～20min。
6.根据权利要求1所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，在步骤(2.1)中加入去离子水后，再加入分散剂。
7.根据权利要求6所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，所述分散剂为聚氧化乙烯(PEO)溶液、羧甲基纤维素溶液中的一种或两种。
8.根据权利要求6或7所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，所述分散剂的质量分数为0.01～0.1wt％。
9.根据权利要求1所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，所述氧化铝纤维为氧化铝纤维散棉。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法，其特征在于，所述压力破碎装置，包括加压装置和加压罐，所述加压装置包括：
工作台和位于工作台正上方的机头；连接工作台和机头的侧臂；液压缸，所述液压缸位于机头上，所述液压缸的伸缩杆竖直向下；活塞，所述活塞连接在伸缩杆的下端；
所述加压罐设置在工作台上且正对活塞，所述加压罐包括：
罐体和与罐体相配合使用的加压柱，所述罐体设有上端开口的用于容纳样品和加压柱的空腔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010870670.4A CN112033815A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010870670.4A CN112033815A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112033815A true CN112033815A (zh) | 2020-12-04 |
Family
ID=73580966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010870670.4A Pending CN112033815A (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112033815A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103592187A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-19 | 江苏恒神纤维材料有限公司 | 碳纤维柔韧性的测试装置和测试方法 |
| CN104075988A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-01 | 巨石集团有限公司 | 一种玻璃纤维湿法短切原丝在水中分散性的测试方法 |
| CN104903506A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-09-09 | 尤尼弗瑞克斯I有限责任公司 | 韧性无机纤维的处理及其在用于废气处理装置的安装垫中的用途 |
| CN106706889A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-24 | 上海挚维新材料科技有限公司 | 一种离心法玻璃微纤维强度的测定方法 |
| CN210142049U (zh) * | 2019-04-12 | 2020-03-13 | 山东东珩胶体材料有限公司 | 氧化铝纤维柔韧性能测试用压力装置 |
-
2020
- 2020-08-26 CN CN202010870670.4A patent/CN112033815A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104903506A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-09-09 | 尤尼弗瑞克斯I有限责任公司 | 韧性无机纤维的处理及其在用于废气处理装置的安装垫中的用途 |
| CN103592187A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-19 | 江苏恒神纤维材料有限公司 | 碳纤维柔韧性的测试装置和测试方法 |
| CN104075988A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-01 | 巨石集团有限公司 | 一种玻璃纤维湿法短切原丝在水中分散性的测试方法 |
| CN106706889A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-24 | 上海挚维新材料科技有限公司 | 一种离心法玻璃微纤维强度的测定方法 |
| CN210142049U (zh) * | 2019-04-12 | 2020-03-13 | 山东东珩胶体材料有限公司 | 氧化铝纤维柔韧性能测试用压力装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 安郁琴 等: "《制浆造纸助剂》", 中国轻工业出版社, pages: 172 - 173 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Flexural behavior of carbon fiber-reinforced concrete beams under impact loading | |
| CN104181039B (zh) | 一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定方法 | |
| CN101271102A (zh) | 水泥基材料直拉应力腐蚀仪 | |
| CN109632512A (zh) | 一种混凝土抗压强度检测装置及其检测方法 | |
| Ashraf et al. | Microcracking monitoring and damage detection of graphene nanoplatelets-cement composites based on acoustic emission technology | |
| CN106404571A (zh) | 弯曲疲劳测试仪器及测试系统 | |
| CN202928879U (zh) | 小型压杆法表征金属材料力学性能的实验夹持装置 | |
| CN207231907U (zh) | 混凝土单轴受拉应力的应变全曲线测量装置 | |
| CN210142049U (zh) | 氧化铝纤维柔韧性能测试用压力装置 | |
| CN112033815A (zh) | 一种氧化铝纤维柔韧性能测试方法 | |
| CN202008471U (zh) | 一种测量浆料性能一致性的装置 | |
| CN209182129U (zh) | 三轴试验用土样切割装置 | |
| CN209342529U (zh) | 用于土石混合体实时声压信息获取的三轴柔性压缩装置 | |
| CN203337458U (zh) | 金属材料拉伸过程观察晶粒变化装置 | |
| CN207798546U (zh) | 一种便于调节的万能材料试验机 | |
| CN109738284A (zh) | 超声振动辅助压缩试验机及试验方法 | |
| CN202216831U (zh) | 一种测试结合面切向动态特性装置 | |
| CN108254253A (zh) | 材料或构件等效应力-应变关系测定方法 | |
| CN206960327U (zh) | 一种用于硅橡胶按键成品的拉拔力测试装置 | |
| Ma et al. | The influence of oleic acid on the hydration and mechanical properties of portland cement | |
| CN206960202U (zh) | 岩石试样制备装置及岩石破碎试样生产线 | |
| CN207675510U (zh) | 一种混凝土块剪切实验装置 | |
| CN220961178U (zh) | 一种粉末冶金快速全检转轴吊锤检具 | |
| CN215492918U (zh) | 一种环保建材砖硬度检测装置 | |
| CN205808795U (zh) | 一种用于混凝土芯样强度试验前的加工处理仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230228 Address after: Room 204, East Office Building, 50 meters south of the intersection of Fuqian Street and Chizhou Road, Development Zone, Dongying City, Shandong Province, 257000 Applicant after: Shandong Dongheng national fiber new material Co.,Ltd. Address before: 1818 Xinyuan Avenue, Tianqiao District, Jinan City, Shandong Province Applicant before: SHANDONG DONGHANG COLLOIDAL MATERIAL CO.,LTD. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |