CN221350828U - 一种用于制备原丝断面的模具 - Google Patents

Abstract

本公开关于一种用于制备原丝断面的模具，用于制备柔性原丝的断面，模具为筒状结构，筒状结构的内壁的粗糙度小于外壁的粗糙度，筒状结构包括底壁和与底壁相连的侧壁，底壁的朝向模具的内部的一侧设置第一固定槽，模具还包括与第一固定槽配合的第一固定件，第一固定件由底壁开设第一固定槽时的切割余料形成，第一固定件用于固定柔性原丝的第一端部。本公开通过在模具的内部的底壁开设第一固定槽，并利用切割余料形成第一固定件以固定柔性原丝的第一端部，使得柔性原丝能够在模具中固定位置，以便于原丝断面的打磨抛光及观察，断面制备过程简易，生产成本低，实用性高。

Description

一种用于制备原丝断面的模具

技术领域

本公开涉及纤维制备及分析技术领域，具体涉及一种用于制备原丝断面的模具。

背景技术

在纤维材料的生产与样品分析中，常用光学显微镜或扫描电子显微镜进行样品断面形貌观察、样品尺寸分析、元素定性定量分析等材料分析步骤以确定材料的品质与性能，其中，断面形貌是反应纤维径向结构的重要参数。

常用的原丝断面制备的方法有液氮脆断法和冷镶嵌法，其中，液氮脆断法能够应用于柔性原丝的断面制备，但液氮脆断获得的断面并不均匀，具有随机性，难以进行重复检验，并且操作过程中需要使用液氮，危险性较高。而冷镶嵌法具有操作简单、断面均匀的优点，但通常仅适用于刚性材料，目前，常规的冷镶嵌模具难以应用于柔性原丝断面的制备。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本公开旨在提供一种用于制备原丝断面的模具。

为达到以上目的，本公开采取以下的技术方案来实现：

本公开提供了一种用于制备原丝断面的模具，用于制备柔性原丝的断面，所述模具为筒状结构，所述筒状结构的内壁的粗糙度小于所述筒状结构的外壁的粗糙度；

所述筒状结构包括底壁和与所述底壁相连的侧壁，所述底壁的朝向所述模具的内部的一侧设置第一固定槽；

所述模具还包括与第一固定槽配合的第一固定件，所述第一固定件用于固定所述柔性原丝的第一端部；所述第一固定件由所述底壁开设所述第一固定槽时的切割余料形成。

在一种可能的实施方式中，所述底壁的形状为圆形，所述第一固定槽在所述底壁上的投影为长方形，所述长方形的几何中心与所述底壁的圆心重合。

在一种可能的实施方式中，以垂直于所述第一固定槽的延伸方向的平面为截面，所述第一固定槽的截面形状为方形。

在一种可能的实施方式中，以垂直于所述第一固定槽的延伸方向的平面为截面，所述第一固定槽的截面形状为三角形，所述三角形的一条边与所述底壁的表面平行。

在一种可能的实施方式中，沿所述底壁的轴向方向，所述侧壁的远离所述底壁的端面设置至少一个第二固定槽，所述第二固定槽用于容置第二固定件，所述第二固定件用于固定所述柔性原丝的第二端部。

在一种可能的实施方式中，所述第二固定槽的数量为两个，所述第二固定件架设在两个所述第二固定槽之间。

在一种可能的实施方式中，所述第二固定件包括固定杆与设置在所述固定杆上的夹持件，所述固定杆架设在两个所述第二固定槽之间，所述夹持件用于固定所述柔性原丝的第二端部。

在一种可能的实施方式中，两个所述第二固定槽的几何中心之间的连线在所述底壁上的投影经过所述底壁的圆心。

在一种可能的实施方式中，两个所述第二固定槽的几何中心之间的连线与所述第一固定槽的延伸方向平行。

在一种可能的实施方式中，所述底壁的背离所述模具的内部的一侧设置支撑部，所述支撑部环绕所述底壁的周向设置。

本公开的优点在于：本公开通过在模具的内部的底壁开设第一固定槽，并利用切割余料形成第一固定件以固定柔性原丝的第一端部，使得柔性原丝能够在模具中固定位置，以便于原丝断面的打磨抛光及观察，断面制备过程简易，生产成本低，实用性高。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解，本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于标识类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一个示例性的实施例示出的模具的结构示意图。

图2是根据另一个示例性的实施例示出的模具的结构示意图。

图3是光学显微镜下的采用本公开的模具制得的原丝断面。

图4是扫描电子显微镜下的采用本公开的模具制得的原丝断面。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本公开保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。

在纤维材料的生产与样品分析中，常用光学显微镜或扫描电子显微镜进行样品断面形貌观察、样品尺寸分析、元素定性定量分析等材料分析步骤以确定材料的品质与性能，其中，断面形貌是反应纤维径向结构的重要参数。

常用的原丝断面制备的方法有液氮脆断法和冷镶嵌法，其中，液氮脆断法能够应用于柔性原丝的断面制备，但液氮脆断获得的断面并不均匀，具有随机性，难以进行重复检验，并且操作过程中需要使用液氮，危险性较高。而冷镶嵌法是指将液态的冷镶嵌料倒入放有原丝的模具中，进行常温或中高温固化后取出固化样品，进行切割、打磨、抛光，以获得原丝断面，冷镶嵌法具有操作简单、断面均匀的优点，但通常仅适用于刚性材料，目前，常规的冷镶嵌模具难以应用于柔性原丝断面的制备。

为解决上述问题，本公开提供了一种用于制备原丝断面的模具，用于制备柔性原丝的断面，模具为筒状结构，筒状结构的内壁的粗糙度小于外壁的粗糙度，筒状结构包括底壁和与底壁相连的侧壁，底壁的朝向模具的内部的一侧设置第一固定槽，模具还包括与第一固定槽配合的第一固定件，第一固定件由底壁开设第一固定槽时的切割余料形成，第一固定件用于固定柔性原丝的第一端部。

根据一个示例性的实施例，如图1-图2所示，本公开实施例提供了一种用于制备原丝断面的模具，模具可以为硬性的POM(polyformaldehyde，聚甲醛)、塑料或聚四氟乙烯等材质，模具用于柔性原丝的断面的制备，具体用于采用冷镶嵌法进行的柔性原丝断面制备。

模具为筒状结构，筒状结构包括底壁10和侧壁20，底壁10与侧壁20相连，侧壁20垂直于底壁10，可以理解的是，侧壁20与底壁10之间为近似垂直，即，侧壁20与底壁10之间也可以具有一定的夹角，例如侧壁20与底壁10之间的夹角为75°～105°。底壁10的朝向模具内部的一侧设置第一固定槽11，模具还包括与第一固定槽11配合的第一固定件12，第一固定件12由底壁10开设第一固定槽11时的切割余料形成，第一固定件12的形状与第一固定槽11的形状保持一致，例如，第一固定槽11为柱形槽时，第一固定件12为与柱形槽相对应的柱体，第一固定件12用于固定柔性原丝30的第一端部31，第一固定件12将柔性原丝30的第一端部31压设于第一固定槽11中，为了增强固定效果，也可以将柔性原丝30的第一端部31缠绕在第一固定件12上，并将第一固定件12卡入第一固定槽11中，柔性原丝30的第二端部32通过固定装置、夹持装置或手持等方式固定，使得柔性原丝30保持张紧拉直状态，以便于后续进行冷镶嵌的切割打磨与抛光以获得断面。其中，模具的筒状结构的内壁的粗糙度小于筒状结构的外壁的粗糙度，模具的内壁的粗糙度较小，便于冷镶嵌料固化后的脱模，外壁的粗糙度较大，有利于增大模具与台面之间的摩擦，使得模具的安放更加稳定。

冷镶嵌料可以由金相冷镶嵌料、亚克力粉和固化剂按预设比例调配而成，其中，金相冷镶嵌料通常包括常温固化树脂和功能性填充物，常温固化树脂可以包括环氧树脂或丙烯酸树脂等材料，功能性填充物可以包括矿物粉，玻璃纤维粉，颜料指示剂，铜粉等，固化剂可以选用低粘度、低聚合度的环氧树脂等材料，冷镶嵌料的预设比例可以根据对冷镶嵌料经过固化后形成的固化样品的硬度、刚度等参数的实际需要，由本领域技术人员通过试验进行适应性的调整获得，本公开实施例对此不作过多限制。

本公开通过在模具的内部的底壁开设第一固定槽，并利用切割余料形成第一固定件以固定柔性原丝的第一端部，使得柔性原丝能够在模具中固定位置，以便于原丝断面的打磨抛光及观察，断面制备过程简易，生产成本低，实用性高。

在一些实施例中，如图1-图2所示，底壁10的形状为圆形，第一固定槽11在底壁10上的投影为长方形，长方形的几何中心与底壁的圆心重合。也即，第一固定槽11位于底壁10的中心位置，从而使得柔性原丝30尽可能固定于模具的中心位置，便于后续的打磨抛光与观察。

在一些实施例中，第一固定槽11可以具有不同的截面形状。在一个示例中，如图1-图2所示，以垂直于第一固定槽11的延伸方向的平面为截面，第一固定槽11的截面形状为方形。在另一个示例中，以垂直于第一固定槽11的延伸方向的平面为截面，第一固定槽11的截面形状为三角形，且三角形的一条边与底壁10的表面平行，具体地，三角形的一条边与底壁10的位于模具内侧的表面重合，也即第一固定槽11的槽口设置在底壁10的位于模具内侧的表面。可以理解的是，第一固定槽11的截面形状优选为方形或三角形，更容易进行切割加工，在实际生产过程中，第一固定槽11的截面形状也可以设置为半圆形、圆弧形、梯形、台阶形或其他不规则形状，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，本公开实施例对此不作过多限定。

在一些实施例中，模具的侧壁20还设置第二固定槽21。如图1-图2所示，沿底壁10的轴向方向，侧壁20的远离底壁10的端面设置至少一个第二固定槽21，第二固定槽21用于容置第二固定件22，第二固定件22用于固定柔性原丝30的第二端部32，从而与用于固定柔性原丝30的第一端部31的第一固定件12配合，将柔性原丝30固定在模具中并保持张紧状态，以便于冷镶嵌固化后磨抛。

在一些实施例中，如图1-图2所示，第二固定槽21的数量为两个，第二固定件22架设在两个第二固定槽21之间，也即第二固定件22的两端分别容置在一个第二固定槽21中。

在一些实施例中，第二固定槽21在侧壁20上的投影为方形，可以理解的是，第二固定槽21在侧壁20上的投影也可以为三角形、半圆形或其他形状，并且第二固定件22的形状与第二固定槽21相适应，以使第二固定件22稳定地架设在第二固定槽21上，本公开实施例对第二固定槽21和第二固定件22的形状不作过多限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在一个示例中，两个第二固定槽21的几何中心之间的连线在底壁10上的投影经过底壁10的圆心，也即两个第二固定槽21分别设置在沿侧壁20的直径的两端，以便于将柔性原丝30固定在模具的中心位置。

在一个示例中，两个第二固定槽21的几何中心之间的连线在底壁10上的投影经过底壁10的圆心，并且两个第二固定槽21的几何中心之间的连线与第一固定槽11的延伸方向平行，从而使得柔性原丝30固定在模具的中心位置，并且保证柔性原丝30的延伸方向与底壁10垂直，以便于后续的断面制备及观察。

可以理解的是，第二固定槽21的数量优选为两个，两个第二固定槽21的设置位置优选为两个第二固定槽21的几何中心之间的连线在底壁10上的投影经过底壁10的圆心，且与第一固定槽11的延伸方向平行，在实际生产过程中，第二固定槽21的数量及设置位置也可以由本领域技术人员根据实际需要进行调整，例如将第二固定槽21的数量增加，使得第二固定件22架设在不同的第二固定槽21时，柔性原丝30能够以不同的角度进行扭转，再例如使得两个第二固定槽21的几何中心之间的连线与第一固定槽11的延伸方向垂直等，本公开实施例对此不作过多限制。

在一些实施例中，第二固定件22包括固定杆221与设置在固定杆221上的夹持件222。如图2所示，固定杆221架设在两个第二固定槽21之间，夹持件222用于固定柔性原丝30的第二端部32，夹持件222可以是卡盘、卡爪、抓夹等夹具，也可以是轴套、垫圈等用于固定和保护被连接件的零件，本公开实施例对此不作过多限制。在一个示例中，夹持件222设置在固定杆221的中间位置，以使柔性原丝30被固定在模具中的中心位置，且柔性原丝30的延伸方向与底壁10垂直。在另一个示例中，夹持件222也可以设置在固定杆221的边缘位置，柔性原丝30的延伸方向垂直于底壁10，柔性原丝30的第二端部32缠绕在固定杆221上，并沿固定杆221延伸至边缘位置后由夹持件222固定，在保证柔性原丝30的延伸方向与底壁10垂直的同时，避免夹持件222设置在固定杆221的中心位置影响在注入冷镶嵌料的过程中观察液位高度。

在一些实施例中，底壁10的背离模具的内部的一侧设置支撑部，支撑部环绕底壁的周向设置。支撑部用于提高模具的结构强度与放置时的稳定性，支撑部可以与模具一体成型，也可以为与模具粘接的单独结构，本公开实施例对此不作过多限制。

下面将结合图1-图4，详细说明采用本公开实施例提供的模具进行柔性原丝断面制备及分析的过程及有益效果。

首先，将柔性原丝30的第一端部31放入第一固定槽11中，并将第一固定件12卡入第一固定槽11中对柔性原丝30的第一端部31进行固定，或者，将柔性原丝30的第一端部31缠绕在第一固定件12上，并将第一固定件12卡入第一固定槽中固定。其次，将柔性原丝30的第二端部32通过手持或采用第二固定件22固定，优选为使柔性原丝30的延伸方向与底壁10垂直，以便于获得垂直于柔性原丝30延伸方向的断面。然后，进行冷镶嵌料的配制，并将配制好的液体冷镶嵌料倒入模具中，进行常温或中高温固化获得固化样品，取出固化样品，清除外露的原丝并使用金相磨抛机进行打磨、抛光获得原丝断面。最后，将固化样品进行干燥处理，通过光学显微镜和/或扫描电子显微镜，进行断面的观察分析与测试。

图3为光学显微镜下的采用本公开的模具制得的原丝断面，图4为扫描电子显微镜下的采用本公开的模具制得的原丝断面，通过图3与图4可以显而易见地看出，采用本公开实施例的模具制备获得的柔性原丝断面为垂直于柔性原丝轴向的规整的正圆形，便于观察分析与重复测试。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，仅仅参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于制备原丝断面的模具，其特征在于，用于制备柔性原丝的断面，所述模具为筒状结构，所述筒状结构的内壁的粗糙度小于所述筒状结构的外壁的粗糙度；

所述筒状结构包括底壁和与所述底壁相连的侧壁，所述底壁的朝向所述模具的内部的一侧设置第一固定槽；

所述模具还包括与第一固定槽配合的第一固定件，所述第一固定件用于固定所述柔性原丝的第一端部；所述第一固定件由所述底壁开设所述第一固定槽时的切割余料形成。

2.根据权利要求1所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，所述底壁的形状为圆形，所述第一固定槽在所述底壁上的投影为长方形，所述长方形的几何中心与所述底壁的圆心重合。

3.根据权利要求2所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，以垂直于所述第一固定槽的延伸方向的平面为截面，所述第一固定槽的截面形状为方形。

4.根据权利要求2所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，以垂直于所述第一固定槽的延伸方向的平面为截面，所述第一固定槽的截面形状为三角形，所述三角形的一条边与所述底壁的表面平行。

5.根据权利要求2所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，沿所述底壁的轴向方向，所述侧壁的远离所述底壁的端面设置至少一个第二固定槽，所述第二固定槽用于容置第二固定件，所述第二固定件用于固定所述柔性原丝的第二端部。

6.根据权利要求5所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，所述第二固定槽的数量为两个，所述第二固定件架设在两个所述第二固定槽之间。

7.根据权利要求6所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，所述第二固定件包括固定杆与设置在所述固定杆上的夹持件，所述固定杆架设在两个所述第二固定槽之间，所述夹持件用于固定所述柔性原丝的第二端部。

8.根据权利要求6所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，两个所述第二固定槽的几何中心之间的连线在所述底壁上的投影经过所述底壁的圆心。

9.根据权利要求8所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，两个所述第二固定槽的几何中心之间的连线与所述第一固定槽的延伸方向平行。

10.根据权利要求1所述的用于制备原丝断面的模具，其特征在于，所述底壁的背离所述模具的内部的一侧设置支撑部，所述支撑部环绕所述底壁的周向设置。