碳纖維毛絲量的測試裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種碳纖維毛絲量的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維是一種先進材料，自誕生之日起就受到了各方的廣泛關注。它不僅具有碳材料的本征特性，又具有紡織纖維的柔軟可加工性，它的比重不到鋼的1/4，強度卻比鋼高得多。碳纖維的強度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等優(yōu)點，使其成為最有前途的材料。
[0003]碳纖維屬于脆性材料，主要原因是由于碳纖維具有較高的模量，而且明顯高于一般的玻璃纖維、凱芙拉纖維等，也就是說碳纖維在外力作用下抵抗彈性變形的能力優(yōu)于其他纖維?；谝陨显?，碳纖維在后續(xù)的纏繞、織造和預浸等深加工工序過程中相對于其他纖維更容易產(chǎn)生毛絲。在碳纖維生產(chǎn)和應用過程中，較多毛絲的存在將對生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境保護產(chǎn)生負面的影響，對現(xiàn)場生產(chǎn)人員也會造成不必要的危害，同時不利于碳纖維增強復合材料制品質(zhì)量的控制，不利于制品的生產(chǎn)，更不利于制品整體性能的發(fā)揮。
[0004]當前，定量測試碳纖維絲束毛絲量的設備和方法均較少，定量評價碳纖維絲束上的毛絲成為擺在技術(shù)人員面前的一道亟需解決的難題。中國專利CN 102304843 A中提出了一種碳纖維絲束起毛量的測試裝置和測試方法，采用的方法主要是先通過粘附機構(gòu)收集毛絲，之后采用高精度的天平稱量產(chǎn)生的毛絲的質(zhì)量。此方法具有一定的先進性和創(chuàng)新性，提供了一種有效的檢測碳纖維絲束起毛量的方法，但是還存在著幾大缺陷，主要表現(xiàn)在:測試時間較長，纖維的用量較大；對于僅有極少量毛絲的纖維，高精度天平也可能無法較準確的稱量產(chǎn)生的毛絲量；忽略了外界環(huán)境(主要是溫度和濕度)對測試結(jié)果的影響；毛絲收集不完全，不能測試出單位長度范圍內(nèi)纖維上的毛絲的具體數(shù)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述問題，本實用新型提出了一種全新的碳纖維絲束毛絲量的測量裝置與測試方法，主要是通過測試纖維單位長度內(nèi)的毛絲數(shù)量，此方法精確度較高，為評價碳纖維絲束的毛絲量提供一個較為有效地測試方法。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種碳纖維毛絲量的測試裝置，包括試驗箱、固定機構(gòu)、測試機構(gòu)和控制機構(gòu)，試驗箱內(nèi)設有用于固定測試機構(gòu)的固定機構(gòu)，固定機構(gòu)的兩端分別由支撐架一、支撐架二支撐，測試機構(gòu)包括碳纖維紗架、瓷眼、展紗輥一、毛絲測量機構(gòu)、展紗輥二、碳纖維卷繞機構(gòu)和電機，碳纖維紗架、瓷眼、展紗輥一依次設于固定機構(gòu)上，展紗輥一與展紗輥二間設有毛絲測量機構(gòu)，毛絲測量機構(gòu)包括便攜式顯微鏡，展紗輥二、碳纖維卷繞機構(gòu)依次設于固定機構(gòu)上，碳纖維卷繞機構(gòu)包括傳動機構(gòu)和卷繞紗架，碳纖維卷繞機構(gòu)由電機提供動力，試驗箱采用全封閉試驗箱，試驗箱設有觀察窗。
[0008]進一步地，試驗箱的底部設有兩個水平調(diào)節(jié)旋鈕，試驗箱的底面和后面采用不銹鋼板，試驗箱的前面設有推拉門，試驗箱的其他三個面采用無色透明塑料板。
[0009]進一步地，控制機構(gòu)包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕和顯示面板。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]一、測試裝置原理簡單，制作、使用和維護成本低廉。
[0012]二、測試方法簡單，測試人員經(jīng)過快速培訓后即可操作，操作過程安全、快捷。
[0013]三、可以定量測試碳纖維絲束單位長度上的毛絲數(shù)量，為碳纖維絲束毛絲量的評價提供一個有效的測試方法。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例碳纖維毛絲量的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是實施例碳纖維毛絲量的測試裝置的俯視圖；
[0016]其中:1_支撐架一，2-固定機構(gòu)，3-碳纖維紗架，4-瓷眼，5-展紗棍一，6-觀察窗，7-毛絲測量機構(gòu)，8-展紗輥二，9-碳纖維卷繞機構(gòu)，10-支撐架二，11-電機，12-控制機構(gòu)，13-試驗箱。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。
實施例
[0018]一種碳纖維毛絲量的測試裝置，如圖1、圖2，包括試驗箱13、固定機構(gòu)2、測試機構(gòu)和控制機構(gòu)12，試驗箱13內(nèi)設有用于固定測試機構(gòu)的固定機構(gòu)2，固定機構(gòu)2的兩端分別由支撐架一 1、支撐架二 10支撐，測試機構(gòu)包括碳纖維紗架3、瓷眼4、展紗輥一 5、毛絲測量機構(gòu)7、展紗輥二 8、碳纖維卷繞機構(gòu)9和電機11，碳纖維紗架3、瓷眼4、展紗輥一 5依次設于固定機構(gòu)2上，展紗輥一 5與展紗輥二 8間設有毛絲測量機構(gòu)7，毛絲測量機構(gòu)7包括便攜式顯微鏡，展紗輥二 8、碳纖維卷繞機構(gòu)9依次設于固定機構(gòu)2上，碳纖維卷繞機構(gòu)9包括傳動機構(gòu)和卷繞紗架，碳纖維卷繞機構(gòu)9由電機11提供動力，試驗箱13采用全封閉試驗箱13，試驗箱13設有觀察窗6。
[0019]實施例中支撐架的高度是300mm，支撐架的底座長度是200mm，厚度是40mm，材料為承重304型不銹鋼，主要作用是為固定機構(gòu)2提供支撐作用力。固定機構(gòu)2的長X寬X高分別為600mmX 40mmX 300mm，固定機構(gòu)2的材料為承重304型不銹鋼，作用是固定測試裝置的主要部件。
[0020]碳纖維紗架3的直徑是100mm，主要作用是固定碳纖維絲束。瓷眼4的直徑為6mm，瓷眼4的作用是固定纖維絲束的位置，保證纖維絲束不隨紗架的轉(zhuǎn)動而來回擺動。
[0021]展紗輥一 5、展紗輥二 8的直徑為20mm，其作用是固定并展開碳纖維絲束。觀察窗6的材料采用無色透明的玻璃，觀察窗6的長度300mm、高度50mm，觀察窗6的作用是從側(cè)面觀察碳纖維絲束的展紗狀況。毛絲測量機構(gòu)7的主要組成為改裝后的便攜式顯微鏡，毛絲測量機構(gòu)7的作用是放大并記錄纖維絲束表面，通過對錄像畫面的觀測，測量出單位長度碳纖維絲束上的毛絲數(shù)量。
[0022]碳纖維卷繞機構(gòu)9包括傳動機構(gòu)和卷繞紗架，通過傳動機構(gòu)為碳纖維絲束提供牽引力。電機11的作用是為碳纖維卷繞機構(gòu)9提供動力?？刂茩C構(gòu)12主要是由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕和顯示面板組成，作用是調(diào)節(jié)測量速度。試驗箱13的長X寬X高分別為800_X400_X600mm，底部配有2個水平調(diào)節(jié)旋鈕以方便調(diào)節(jié)試驗箱13水平，試驗箱13的底面和后面采用不銹鋼板，試驗箱13的前面設有推拉門，試驗箱13的其他三個面采用無色透明塑料板，可以為高透明度的聚乙烯或聚丙烯等，底面為承重304型不銹鋼板，作用是固定控制與顯示機構(gòu)，并密閉整個測試裝置。
[0023]使用上述測試裝置測試碳纖維絲束毛絲數(shù)量，選取不同碳纖維進行測試如下:
[0024]測試一
[0025]調(diào)節(jié)試驗房間溫度為25°C ±3°C，相對濕度為50%土 10%，并使用水平儀調(diào)節(jié)試驗箱13的水平，打開試驗箱13的推拉門，在此環(huán)境中靜置2小時以上。
[0026]選取HF40-6K-E2碳纖維，放置于I環(huán)境中2小時。
[0027]關閉推拉門，開啟電動機，轉(zhuǎn)速是每分鐘5轉(zhuǎn)。
[0028]將碳纖維紗錠固定在碳纖維紗架3上，碳纖維絲束依次穿過瓷眼4、展紗輥一 5、展紗輥二 8，最后在碳纖維卷繞機構(gòu)9上回收碳纖維。
[0029]通過轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)12調(diào)節(jié)碳纖維絲束通過測量機構(gòu)的速度，轉(zhuǎn)速控制在每分鐘
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