CN207036530U - 一种pan基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，包括由上横角板、下横角板和两个纵角板构成的回字形框架，框架的一侧设有活动板，活动板均匀固定有一排用于微调的上勾组件，下横角板均匀固定有一排下勾组件；纵角板上垂直设有定位杆，活动板中两侧开设有条形竖槽，纵角板位于活动板的上方设有粗调机构，粗调机构由导向套和螺杆构成。本实用新型提供的试样制作装置结构设计合理，满足小规格(1K～48K)及大规格(48K以上)测试样品的制作需求，应用该装置并浸胶固化后的碳纤维复丝样条更接近碳纤维在复合材料中的形态，得到的性能数据对复合材料的设计更有参考价值。

Description

一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置

技术领域

本实用新型涉及新材料检测技术领域，尤其涉及一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置。

背景技术

根据制备碳纤维的前驱体不同，主要有聚丙烯腈(PAN)基碳纤维，粘胶(Rayon)基碳纤维和沥青(Pitch)基碳纤维等，其中PAN基碳纤维的应用最广，约占碳纤维总产量的95％。碳纤维通常作为增强体加入基体树脂中，固化成型为具有轻质高强、高比模量、耐腐蚀等优异性能的复合材料来使用。碳纤维复合材料的力学性能很大程度上依赖于作为结构材料的碳纤维的力学性能，碳纤维拉伸性能的正确测试是对其质量评价的一个重要内容。碳纤维复丝拉伸强度和模量是评价碳纤维丝性能的重要力学性能指标，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位最为常见的材料性能考核指标。

碳纤维复丝拉伸强度和模量测试中，对试样的制作方法的表述、要求不一，即使相同的材料，其测试结果也存在较大的差异。GB/T 26752-2011《聚丙烯腈基碳纤维》于2011年7月发布，将GB/T 3362-2005《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》作为规范性引用文件，应用该方法把试样通过浸胶固化复合成样条后进行测试，对近年来国产碳纤维的研制与应用，满足航天、航空、国防领域急需等问题起到了重要作用，随着PAN基碳纤维由数千根(如1K或6K)向数万根(如48K或更大)的碳纤维丝束发展，按GB/T 3362用于拉伸性能测试的复丝试样的制作就越困难，进而影响拉伸性能测试准确和离散性。

因此，有必要提供一种新的试样制作装置，满足大规格PAN基碳纤维试样的制作需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，包括由上横角板、下横角板和两个纵角板构成的回字形框架，所述框架位于靠近上横角板的一侧设有截面为L形的活动板，所述活动板与纵角板长度方向垂直的板体沿其长度方向均匀固定有一排用于微调的上勾组件，所述下横角板沿其长度方向均匀固定有一排下勾组件；两个所述纵角板上对称垂直设有定位杆，所述活动板中与纵角板长度方向平行的板体两侧开设有条形竖槽，所述定位杆刚好能够从条形竖槽中穿过，所述纵角板位于活动板的上方设有粗调机构，所述粗调机构由导向套和螺杆构成，所述螺杆的下端贯穿活动板且贯穿后的端部设有防脱螺帽，上端设有粗调旋钮，所述导向套内腔中设有与螺杆配合的螺纹；

所述上勾组件由丝杆以及由下往上套设在丝杆上的下固定螺母、上固定螺母、双钩型线杆、弹簧和微调螺母构成，所述双钩型线杆、下固定螺母、上固定螺母位于活动板靠近下勾组件的一侧，所述弹簧和微调螺母位于活动板的另一侧，所述双钩型线杆由支撑板和位于其两端的拉勾构成，所述支撑板的中部开设有与丝杆配合的穿孔；

所述下勾组件包括柱体，所述柱体前端设有能够限定固定碳纤维复丝位置的槽部。

优选地，上述PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置中，所述上横角板、下横角板和两个纵角板均为直角板。

优选地，上述PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置中，所述导向套位于定位杆的正上方。

优选地，上述PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置中，所述槽部是由柱体前端向内凹陷形成的，所述柱体后端设有螺纹部，所述下横角板上开设有螺纹槽。

优选地，上述PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置中，所述槽部是由柱体前端套设的两个胶套之间的空腔形成的，所述柱体后端设有固定头和螺母，所述下横角板上开设有通孔槽。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的试样制作装置结构设计合理，满足小规格(1K～48K)及大规格(48K以上)测试样品的制作需求，应用该装置并浸胶固化后的碳纤维复丝样条更接近碳纤维在复合材料中的形态，得到的性能数据对复合材料的设计更有参考价值。另外，本专利申请同时解决了GB/T 3362和GB/T 26749这两个现行方法标准中相同材料试样由于测试手段不一致，即使相同的参数测试，其结果也可能存在较大的差异，直接影响测试结果的可比性和重复性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种角度的结构示意图；

图2为本实用新型另一种角度的结构示意图；

图3为本实用新型上勾组件的结构示意图；

图4为实施例一中下勾组件的结构示意图；

图5为实施例二中下勾组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1-4所示，本实施例为一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，包括由上横角板1、下横角板2和两个纵角板3构成的回字形框架。框架3位于靠近上横角板1的一侧设有截面为L形的活动板4，活动板4与纵角板3长度方向垂直的板体沿其长度方向均匀固定有一排用于微调的上勾组件5，下横角板2沿其长度方向均匀固定有一排下勾组件6；两个纵角板3上对称垂直设有定位杆7，活动板4中与纵角板3长度方向平行的板体两侧开设有条形竖槽8，定位杆7刚好能够从条形竖槽8中穿过。纵角板3位于活动板4的上方设有粗调机构。粗调机构由导向套9和螺杆10构成。螺杆10的下端贯穿活动板4且贯穿后的端部设有防脱螺帽，上端设有粗调旋钮。导向套9内腔中设有与螺杆10配合的螺纹。上横角板1、下横角板2和两个纵角板3均为直角板，导向套9位于定位杆7的正上方。

上勾组件5由丝杆501以及由下往上套设在丝杆501上的下固定螺母505、上固定螺母506、双钩型线杆、弹簧507和微调螺母508构成，双钩型线杆、下固定螺母505、上固定螺母506位于活动板4靠近下勾组件6的一侧，弹簧507和微调螺母508位于活动板4的另一侧。双钩型线杆由支撑板502和位于其两端的拉勾503构成，支撑板502的中部开设有与丝杆501配合的穿孔504。下固定螺母505、上固定螺母506为六角螺母，微调螺母508为蝶形螺母。下勾组件6包括柱体601，柱体601前端设有能够限定固定碳纤维复丝位置的槽部602。槽部602是由柱体601前端向内凹陷形成的，柱体601后端设有螺纹部603，下横角板2上开设有螺纹槽。上勾组件5的标准数量为6个，下勾组件6的标准数量为11个。

本实施例的一个具体应用为：

1)将筒装PAN碳纤维试样水平放置在放丝辊装置。

2)在23℃±2℃，相对湿度30％的环境下进行状态调节后的筒卷纤维，必须外观均匀，无明显毛丝，无异物，纤维束间无粘连。取样时，将卷装放置在纱架上进行退解，先弃掉至少卷装外面的头三层取样时，并尽量维持纤维的原状态，不要对此加、退捻。

3)按GB/T 3362-2005《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》抽取并制备至少20个试样以获得不少于6个断裂强度、6个拉伸弹性模量的有效数据的要求，将试样连续交错从上勾组件5的一个拉勾503、下勾组件6的槽部601绕过，两端缠绕固定。

4)利用粗调机构进行粗调，再利用上勾组件5进行微调，使缠绕在双钩型线杆上的纤维受力开始绷紧，用扭力计测试，以使碳纤维受力大小均匀，按纤维丝束大小，加载力值约为30cN～500cN。

实施例二

本实施例的结构及应用与实施例一基本相同，其不同之处图5所示，所述槽部602是由柱体601前端套设的两个胶套604之间的空腔形成的，柱体601后端设有固定头605和螺母606，下横角板2上开设有通孔槽。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，其特征在于：包括由上横角板、下横角板和两个纵角板构成的回字形框架，所述框架位于靠近上横角板的一侧设有截面为L形的活动板，所述活动板与纵角板长度方向垂直的板体沿其长度方向均匀固定有一排用于微调的上勾组件，所述下横角板沿其长度方向均匀固定有一排下勾组件；两个所述纵角板上对称垂直设有定位杆，所述活动板中与纵角板长度方向平行的板体两侧开设有条形竖槽，所述定位杆刚好能够从条形竖槽中穿过，所述纵角板位于活动板的上方设有粗调机构，所述粗调机构由导向套和螺杆构成，所述螺杆的下端贯穿活动板且贯穿后的端部设有防脱螺帽，上端设有粗调旋钮，所述导向套内腔中设有与螺杆配合的螺纹；

所述上勾组件由丝杆以及由下往上套设在丝杆上的下固定螺母、上固定螺母、双钩型线杆、弹簧和微调螺母构成，所述双钩型线杆、下固定螺母、上固定螺母位于活动板靠近下勾组件的一侧，所述弹簧和微调螺母位于活动板的另一侧，所述双钩型线杆由支撑板和位于其两端的拉勾构成，所述支撑板的中部开设有与丝杆配合的穿孔；

所述下勾组件包括柱体，所述柱体前端设有能够限定固定碳纤维复丝位置的槽部。

2.根据权利要求1所述的PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，其特征在于：所述上横角板、下横角板和两个纵角板均为直角板。

3.根据权利要求1所述的PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，其特征在于：所述导向套位于定位杆的正上方。

4.根据权利要求1-3任一项所述的PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，其特征在于：所述槽部是由柱体前端向内凹陷形成的，所述柱体后端设有螺纹部，所述下横角板上开设有螺纹槽。

5.根据权利要求1-3任一项所述的PAN基碳纤维复丝拉伸性能试样的制作装置，其特征在于：所述槽部是由柱体前端套设的两个胶套之间的空腔形成的，所述柱体后端设有固定头和螺母，所述下横角板上开设有通孔槽。