CN111562175A - 一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，包括如下步骤：(1)、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理；(2)、将步骤(1)中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理；(3)、对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理；(4)、将步骤(3)上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。采用上述技术方案后，本发明提供的用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，通过引入集束步骤，对高温处理散开的陶瓷纤维进行集束后上胶，确保陶瓷纤维不易受损，上胶均匀，陶瓷纤维高温处理后测试能反应其真实的纤维丝的拉伸强度值，保证了测试结果的稳定性和精准度。
Description
技术领域
本发明涉及纤维材料测试技术领域，尤其涉及一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法。
背景技术
陶瓷纤维(SiCF)增强陶瓷基复合材料具有优异的高温力学性能从而被广泛用作高温结构部件，如火箭管、导弹鼻锥、机翼前沿以及刹车片等，SiCF作为一种新型的半导体材料，以其优良的物理化学特性及电特性，成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率、高频电子器件最重要的半导体材料。SiCF材料在高温、高频、大功率、高电压光电子及抗辐照等方面具有巨大的应用潜力。然而，纤维的强度直接影响纤维增强复合材料的强度，对纤维束丝高温处理后的强度进行检测显得尤为重要。
现有的检测方法为测试单根纤维高温处理后的强度，且常温束丝拉伸强度是直接进行上胶处理后测试，没有针对高温处理后的纤维(高温处理后纤维表面无上浆剂，状态为散状)进行测试方法。
因此，有必要对纤维纤维束丝高温处理后拉伸强度测试方法进行改进。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，能够解决陶瓷纤维在高温处理后，拉伸强度低、变异系数大的测试问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，包括如下步骤：
(1)、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理；
(2)、将步骤(1)中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理；
(3)、对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理；
(4)、将步骤(3)上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。
优选的，在步骤(1)中，所述高温炉热处理的温度为1100℃，并对陶瓷纤维持续烘干2小时。
优选的，在步骤(2)中，先将热处理后的多根陶瓷纤维放置于集束盘中，往该多根陶瓷纤维的一端滴入丁酮，且将该多根陶瓷纤维上滴有丁酮的一端经过装设有丁酮液体的玻璃弯管进行集束，直至所有陶瓷纤维均已集束完成。
优选的，在步骤(3)中，采用上胶机构对集束后的纤维束丝进行上胶。
优选的，在步骤(3)中，集束后的纤维束其含胶量应控制在35％～50％。
优选的，在步骤(3)中，所述胶水由F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:0.3：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于170℃±3℃的温度下固化30min以上。
优选的，在步骤(3)中，所述胶水由环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:1：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于120℃±3℃的温度下固化30min以上。
优选的，所述环氧树脂为E-44环氧树脂、E-51环氧树脂中的一种。由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，通过引入集束步骤，对高温处理散开的陶瓷纤维进行集束后上胶，确保陶瓷纤维不易受损，上胶均匀，陶瓷纤维高温处理后测试能反应其真实的纤维丝的拉伸强度值，保证了测试结果的稳定性和精准度。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法的集束过程所用到的设备的连接示意图；
图2为本发明一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法的集束盘的主视图；
图3为本发明一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法的集束盘的侧视图；
图4为本发明一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法的上胶机构的主视图；
图5为本发明一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法的上胶机构的侧视图。
图中：1.集束盘；2.玻璃弯管；3.上胶机构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
参考图1、图2、图3、图4和图5，一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，包括如下步骤：
步骤一、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理。
本实施例中，高温炉热处理的温度为1100℃，并对陶瓷纤维持续烘干2小时。
步骤二、将步骤一中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理。
本实施例中，具体步骤如下，先将热处理后的多根陶瓷纤维放置于集束盘1中，往该多根陶瓷纤维的一端滴入丁酮，且将该多根陶瓷纤维上滴有丁酮的一端经过装设有丁酮液体的玻璃弯管2进行集束，直至所有陶瓷纤维均已集束完成。
步骤三、采用上胶机构对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理，其中胶水由F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:0.3：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于170℃±3℃的温度下固化30min以上。
本实施例中，集束后的纤维束其含胶量应控制在35％～50％；同时，应保证陶瓷纤维浸胶均匀，其表面笔直、平整、光滑和无串珠状树脂硬化物。
步骤四、将步骤三上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。
实施例2
参考图1、图2、图3、图4和图5，一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，包括如下步骤：
步骤一、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理。
本实施例中，高温炉热处理的温度为1100℃，并对陶瓷纤维持续烘干2小时。
步骤二、将步骤一中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理。
本实施例中，具体步骤如下，先将热处理后的多根陶瓷纤维放置于集束盘1中，往该多根陶瓷纤维的一端滴入丁酮，且将该多根陶瓷纤维上滴有丁酮的一端经过装设有丁酮液体的玻璃弯管2进行集束，直至所有陶瓷纤维均已集束完成。
步骤三、采用上胶机构对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理，其中胶水由E-44环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，E-44环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:1：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于120℃±3℃的温度下固化30min以上上。
本实施例中，集束后的纤维束其含胶量应控制在35％～50％；同时，应保证陶瓷纤维浸胶均匀，其表面笔直、平整、光滑和无串珠状树脂硬化物。
步骤四、将步骤三上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。
实施例3
参考图1、图2、图3、图4和图5，一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，包括如下步骤：
步骤一、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理。
本实施例中，高温炉热处理的温度为1100℃，并对陶瓷纤维持续烘干2小时。
步骤二、将步骤一中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理。
本实施例中，具体步骤如下，先将热处理后的多根陶瓷纤维放置于集束盘1中，往该多根陶瓷纤维的一端滴入丁酮，且将该多根陶瓷纤维上滴有丁酮的一端经过装设有丁酮液体的玻璃弯管2进行集束，直至所有陶瓷纤维均已集束完成。
步骤三、采用上胶机构对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理，其中胶水由E-51环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:1：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于120℃±3℃的温度下固化30min以上上。
本实施例中，集束后的纤维束其含胶量应控制在35％～50％；同时，应保证陶瓷纤维浸胶均匀，其表面笔直、平整、光滑和无串珠状树脂硬化物。
步骤四、将步骤三上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。
本发明提供的用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，通过引入集束步骤，对高温处理散开的陶瓷纤维进行集束后上胶，确保陶瓷纤维不易受损，上胶均匀，陶瓷纤维高温处理后测试能反应其真实的纤维丝的拉伸强度值，保证了测试结果的稳定性和精准度。
以下通过采用以原始方法(直接上胶水)和本发明方法分别对陶瓷纤维进行断裂强度的所进行试验，取得的结果对比表(表1)如下：
表1
通过试验数据可知，同种陶瓷纤维，采用原始方法(直接上胶水)所得的试验强度明显小于使用本发明方法所得的试验强度，由此可知，这是因为原始方法没有进行集束直接上胶对纤维造成损伤和上胶不均匀而导致的；本发明方法所得的强度变异系数远小于原始方法，说明使用本方法所得试验强度的波动性明显小于原始方法(直接上胶水)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、取陶瓷纤维置于高温炉中进行热处理；
(2)、将步骤(1)中热处理后的陶瓷纤维进行集束处理；
(3)、对集束后的陶瓷纤维束丝进行上胶处理；
(4)、将步骤(3)上胶处理后的陶瓷纤维束进行拉伸试验，并读取拉伸后纤维的断裂强度。
2.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述高温炉热处理的温度为1100℃，并对陶瓷纤维持续烘干2小时。
3.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(2)中，先将热处理后的多根陶瓷纤维放置于集束盘中，往该多根陶瓷纤维的一端滴入丁酮，且将该多根陶瓷纤维上滴有丁酮的一端经过装设有丁酮液体的玻璃弯管进行集束，直至所有陶瓷纤维均已集束完成。
4.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(3)中，采用上胶机构对集束后的纤维束丝进行上胶。
5.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(3)中，集束后的纤维束其含胶量应控制在35％～50％。
6.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述胶水由F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，F-8酚醛环氧树脂、三氟化硼一单乙胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:0.3：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于170℃±3℃的温度下固化30min以上。
7.根据权利要求1所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述胶水由环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮组成，以丙酮作为溶剂，其中，环氧树脂、三乙烯四胺固化剂和丙酮之间的重量比为10:1：0.5，并且该陶瓷纤维束丝浸湿该胶水晾干后，其需于120℃±3℃的温度下固化30min以上。
8.根据权利要求7所述的一种用于陶瓷纤维高温处理后强度测试方法，其特征在于：所述环氧树脂为E-44环氧树脂、E-51环氧树脂中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200821 |