一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置与流程

1.本公开涉及碳纤维性能测试领域，具体的讲，涉及一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置。


背景技术：

2.碳纤维复合材料优异的力学性能主要取决于碳纤维本身优良的力学性能，碳纤维力学性能的测试对象主要包括碳纤维单丝和碳纤维复丝，碳纤维单丝的力学性能测试可以很好地规避上浆剂和树脂等对碳纤维力学性能的影响，而更准确的反映碳纤维自身的力学性能情况。然而，由于碳纤维脆性大(碳纤维单丝的断裂伸长率通常不超过2.5％)，因此碳纤维单丝的拉伸强力等力学性能测试过程中更易受到测试条件的影响，就会导致碳纤维单丝的力学性能测试结果数据离散程度比碳纤维复丝的力学性能测试结果数据离散程度更大，碳纤维单丝的力学性能测试结果可靠度通常低于碳纤维复丝的力学性能测试结果，故有必要针对碳纤维单丝拉伸强力等力学性能测试方法进行改进，以提高碳纤维单丝拉伸强力等力学性能测试结果的准确性和可靠度。


技术实现要素：

3.本公开的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置。
4.本公开示例性的实施例的第一方面，提供一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，所述测试方法包括：
5.将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持；
6.将夹持所述碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中；
7.利用所述测试仪器对所述透明液体中的所述碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；
8.根据测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和所述初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力的测试结果。
9.在一些示例性的实施例中，所述将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持之前，所述测试方法还包括：
10.将碳纤维复丝在有机溶剂中浸泡10分钟以上，取浸泡后的所述碳纤维复丝中的一根纤维丝作为所述碳纤维单丝。
11.在一些示例性的实施例中，所述有机溶剂包括丙酮或乙醇。
12.在一些示例性的实施例中，所述将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持包括：
13.将所述碳纤维单丝的第一端夹持夹子砝码，用于为所述碳纤维单丝提供预张力，使得所述碳纤维单丝抻直；
14.将所述碳纤维单丝的第二端夹持在所述测试仪器的上夹持器中；
15.将所述碳纤维单丝中位于所述夹子砝码上方并靠近所述第一端的位置夹持在所述测试仪器的下夹持器中，完成所述碳纤维单丝的夹持。
16.在一些示例性的实施例中，所述夹子砝码的质量为20～100毫克。
17.在一些示例性的实施例中，所述将夹持所述碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中，包括：
18.将所述盛有所述透明液体的容器移动至所述夹持区域，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中。
19.在一些示例性的实施例中，所述盛有透明液体的容器的材质包括透明材质。
20.在一些示例性的实施例中，所述测试仪器包括单纤物性仪，所述单纤物性仪的强力测试范围为0～220厘牛，分辨率为0.0005～0.002厘牛，伸长范围为0～100mm，用于夹持所述碳纤维单丝的下夹持器的移动范围为5～100mm。
21.在一些示例性的实施例中，所述根据测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和所述初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，包括：
22.获取测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，并根据所述碳纤维单丝的断裂情况，确定有效断裂的碳纤维单丝；
23.根据有效断裂的碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力的测试结果；其中，所述有效断裂为断裂的碳纤维单丝中除碳纤维单丝在夹持根部断裂和碳纤维单丝断裂残留未找到之外的断裂。
24.本公开示例性的实施例的第二方面，提供一种碳纤维单丝拉伸强力的测试装置，所述测试装置用于实施上述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法；
25.所述测试装置包括：
26.盛有透明液体的容器，用于浸没所述碳纤维单丝；
27.测试仪器，用于对浸没在所述透明液体中的所述碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；所述测试仪器包括夹持区域，所述夹持区域用于夹持所述碳纤维单丝。
28.本公开的有益效果包括但不限于：本公开所提供的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置中，将碳纤维单丝夹持在在测试仪器的夹持区域中，将夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中，利用测试仪器对碳纤维单丝的拉伸强力测试后断裂的试样被保留在透明液体中，通过盛有透明液体的容器获取碳纤维单丝的断裂情况，根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和测试仪器对碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，提高了对碳纤维单丝拉伸强力性能分析的效率，降低了碳纤维单丝拉伸强力测试结果的离散性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例描述中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公开的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
30.图1为本公开一示例性实施例的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法示意图；
31.图2为本公开一示例性实施例的将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持的流程示意图；
32.图3为本公开一示例性实施例的根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果的流程示意图；
33.图4为本公开一示例性实施例的碳纤维单丝拉伸强力的测试装置示意图；
具体实施方式
34.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，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。
35.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显示地和隐式地理解是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
36.在相关技术中，对碳纤维单丝拉伸性能的测试，通常在测试仪器对碳纤维单丝的拉伸强力测试后，断裂的碳纤维单丝绷断后难以收集，导致无法对断裂的碳纤维单丝的断裂情况进行获取和判断，例如，当测试后的碳纤维单丝断裂在夹持根部时，不能反映碳纤维单丝的拉伸断裂情况，为无效断裂，对测试碳纤维单丝的拉伸强度性能测试无意义，因此，无法收集断裂的碳纤维单丝，就无法对碳纤维单丝的断裂情况进行获取和判断，导致对碳纤维单丝拉伸强度的测试结果产生偏差和离散度。
37.基于此，本公开示例性实施例提供了一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，如图1所示，本公开示例性实施例所提供的测试方法包括：
38.s100:将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持。
39.该步骤中，将待测试的碳纤维单丝夹持在测试仪器的夹持区域中，以待后续碳纤维单丝拉伸强力的测试。
40.s200:将夹持碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中。
41.该步骤中，将测试仪器上已经夹持好碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，其中，容器中透明液体的体积至少为可以使得夹持了碳纤维单丝的夹持区域完全浸没在透明液体中，以待后续碳纤维单丝拉伸强力的测试，透明液体为可以在测试过程中和测试结束后获取碳纤维单丝断裂情况的透明液体，例如透明液体可以为水；在碳纤维单丝拉伸强力测试结束后获取测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况并收集断裂的碳纤维单丝，还可以进一步将收集到的碳纤维拍摄电镜照片来进行“弱节”分析或断面分析，这样可以提高对碳纤维性能分析的效率，同时还能对碳纤维单丝的拉伸断裂情况进行全面的分析。
42.s300:利用测试仪器对透明液体中的碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果。
43.将测试仪器上已经夹持好碳纤维单丝的夹持区域浸没在容器中的透明液体中后，启动测试仪器对碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，测试结束后得到碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果。
44.s400:根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果。
45.测试结束后，从盛有透明液体的容器中获取测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和初步拉伸强力测试结果，来确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果。
46.一实施例中，对一根碳纤维单丝进行拉伸强力测试结束后，得到了该碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的该碳纤维单丝的断裂位置位于碳纤维单丝的中部区域时，则该碳纤维单丝的拉伸断裂情况能够反映该碳纤维单丝的拉伸强力性能，因此该碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果即为该碳纤维单丝的最终拉伸强力测试结果。
47.另一实施例中，当对某一批次的碳纤维单丝进行拉伸强力测试时，需分别对多根碳纤维单丝的进行拉伸强力测试，例如分别依次对碳纤维单丝a、碳纤维单丝b和碳纤维单丝c进行拉伸强力测试。对碳纤维单丝a测试结束后，得到了碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝a的断裂位置位于碳纤维单丝a的中部区域时，则碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1能够反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；对碳纤维单丝b测试结束后，得到了碳纤维单丝b的初步拉伸强力测试结果b1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝b的断裂位置位于碳纤维单丝b的夹持根部时，则碳纤维单丝b的初步拉伸强力测试结果b1不能反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；对碳纤维单丝c测试结束后，得到了碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝c的断裂位置位于碳纤维单丝c的中部区域时，则碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1能够反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；最终将碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1与碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1的平均值作为该批次的碳纤维单丝拉伸强力测试结果。
48.其中，碳纤维单丝的中部区域为夹持后裸露的碳纤维单丝上，距离夹持器0.5～1厘米以上的区域。
49.本公开示例性实施例所提供的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法中，将碳纤维单丝夹持在在测试仪器的夹持区域中，将夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中，利用测试仪器对碳纤维单丝的拉伸强力测试后断裂的试样被保留在透明液体中，通过盛有透明液体的容器获取碳纤维单丝的断裂情况，根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和测试仪器对碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，提高了对碳纤维单丝拉伸强力性能分析的效率，降低了碳纤维单丝拉伸强力测试结果的离散性。
50.在本公开所提供的示例性的实施例中，将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持之前，该测试方法还包括：
51.将碳纤维复丝在有机溶剂中浸泡10分钟以上，取浸泡后的碳纤维复丝中的一根纤
维丝作为碳纤维单丝。
52.将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持以待测试之前，还需要对碳纤维单丝进行取样、制样。首先，截取一段长度为6～10厘米的碳纤维复丝，将截取的碳纤维复丝置于有机溶剂中浸泡10分钟以上，碳纤维复丝丝束分散开，成为一根根长度为6～10厘米的纤维单丝，从中随机抽取一根纤维丝作为碳纤维单丝，以待进行后续的拉伸强力测试。
53.在本公开所提供的示例性的实施例中，有机溶剂包括丙酮或乙醇。
54.丙酮和乙醇均为良好溶剂，将丙酮或乙醇作为浸泡碳纤维复丝的有机溶剂，可以将碳纤维复丝中的树脂溶解，还能将碳纤维复丝分散开成为一根根纤维单丝，以便取一根纤维丝作为碳纤维单丝。
55.在本公开所提供的示例性的实施例中，将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持，如图2所示，包括：
56.s101:将碳纤维单丝的第一端夹持夹子砝码，用于为碳纤维单丝提供预张力，使得碳纤维单丝抻直。
57.取得碳纤维单丝后，将碳纤维单丝的第一端(可作为下端)夹持夹子砝码，由夹子砝码自身的重量为碳纤维单丝提供预张力，使得碳纤维单丝抻直，以待后续碳纤维单丝的夹持。
58.s102:将碳纤维单丝的第二端夹持在测试仪器的上夹持器中。
59.夹子砝码夹持在碳纤维单丝的第一端(可作为下端)将碳纤维单丝抻直后，将碳纤维单丝的第二端(可作为上端)夹持在测试仪器的上夹持器中。
60.s103:将碳纤维单丝中位于夹子砝码上方并靠近第一端的位置夹持在测试仪器的下夹持器中，完成碳纤维单丝的夹持。
61.将碳纤维单丝的第二端(可作为上端)夹持在测试仪器的上夹持器中后，夹子砝码自然垂落在测试仪器的下夹持器下方，使得碳纤维单丝处于抻直状态；将碳纤维单丝中位于夹子砝码上方并靠近第一端(可作为下端)的位置夹持在测试仪器的下夹持器中，完成了对碳纤维单丝的夹持。
62.在本公开所提供的示例性的实施例中，上夹持器和下夹持器的夹面均选自树脂固化面或橡胶硫化面，树脂固化面和橡胶硫化面具有较大的摩擦力，能够夹持住碳纤维单丝。
63.在本公开所提供的示例性的实施例中，上夹持器和下夹持器的夹持力与夹持速度可进行调节，因碳纤维为高模量的“脆材料”，因此可通过调节夹持器的夹持力与夹持速度来增加碳纤维单丝夹持住的成功率。
64.在本公开所提供的示例性的实施例中，碳纤维单丝直接夹持在上夹持器和下夹持器中，避免了先将碳纤维单丝粘在加固片上再测试对测试结果的影响，提高了测试的准确度，同时无需将碳纤维单丝粘在加固片上制样使得碳纤维单丝拉伸强力测试方法无需制样，简化了测试过程中的操作步骤。
65.在本公开所提供的示例性的实施例中，夹子砝码的质量为20～100毫克。
66.夹子砝码的质量为20～100毫克时，能为碳纤维单丝提供预张力，使得碳纤维单丝抻直；夹子砝码的质量过小时，其自身重量不足以为碳纤维单丝提供预张力，不能使碳纤维单丝达到抻直的状态；夹子砝码的质量过大时，其自身重量为碳纤维单丝所提供的预张力过大，会在碳纤维单丝拉伸强力的测试前先对碳纤维单丝产生较强拉伸，会对碳纤维单丝
产生损害，进而对后续的测试结果产生干扰。
67.在本公开所提供的示例性的实施例中，将夹持碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中，包括：将盛有透明液体的容器移动至夹持区域，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中。
68.通常情况下为保证测试的准确性，测试仪器在测试过程中不可移动，因此，要使夹持碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中，可以将盛有透明液体的容器移动至夹持区域，以使得碳纤维单丝浸没在透明液体中。例如，可在夹持区域旁，平行于碳纤维单丝的方向上设置一组滑轨，在滑轨上设置一可拆卸的移动容器，容器内盛有透明液体，该容器的移动通过电路开关控制。当碳纤维单丝夹持完成后，通过开关控制盛有透明液体的容器以1～50毫米/分钟的速度移动至夹持区域，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中，待容器中的透明液体稳定后再测试，例如待透明液体平面不波动后0.5～2分钟后再进行碳纤维单丝拉伸强力的测试；当碳纤维单丝拉伸强力测试结束后，通过开关控制盛有透明液体的容器以1～50毫米/分钟的速度移动回到原先位置，将容器中断裂的碳纤维原丝取出，以待进行下一根碳纤维单丝拉伸强力的测试；当所有碳纤维单丝试样测试结束后，应将容器中的透明液体清理干净，以便下次测试时使用。
69.在本公开所提供的示例性的实施例中，盛有透明液体的容器的材质包括透明材质。盛有透明液体的容器应为透明材质，以便在测试过程中对碳纤维单丝的断裂情况的获取。例如容器可以为外观透明的、体积为200～300mm*150～250mm*300～500mm的箱体，同时容器的材质应能满足使用需求，例如，容器的材质可以为功能塑料。
70.在本公开所提供的示例性的实施例中，测试仪器包括单纤物性仪，单纤物性仪的强力测试范围为0～220厘牛，分辨率为0.0005～0.002厘牛，伸长范围为0～100mm，用于夹持碳纤维单丝的下夹持器的移动范围为5～100mm。
71.单纤物性仪可对碳纤维单丝的物理性能进行测试，本公开所提供的示例性的实施例中所选用的单纤物性仪的参数条件为强力测试范围为0～220厘牛，分辨率为0.0005～0.002厘牛，伸长范围为0～100mm，用于夹持碳纤维单丝的下夹持器的移动范围为5～100mm，在这些参数条件下，可对碳纤维单丝的拉伸强力进行精确的测试。
72.在本公开所提供的示例性的实施例中，根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，如图3所示，包括：s401:获取测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，并根据碳纤维单丝的断裂情况，确定有效断裂的碳纤维单丝；s402:根据有效断裂的碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果；其中，有效断裂为断裂的碳纤维单丝中除碳纤维单丝在夹持根部断裂和碳纤维单丝断裂残留未找到之外的断裂。
73.测试结束后，从盛有透明液体的容器中获取测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况确定有效断裂的碳纤维单丝，其中，有效断裂为断裂的碳纤维单丝中除碳纤维单丝在夹持根部断裂和碳纤维单丝断裂残留未找到之外的断裂；根据有效断裂的碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果。
74.例如，在一实施例中，对一根碳纤维单丝进行拉伸强力测试结束后，得到了该碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液
体中的该碳纤维单丝的断裂位置位于碳纤维单丝的中部区域，为有效断裂，则该碳纤维单丝的拉伸断裂情况能够反映该碳纤维单丝的拉伸强力性能，因此该碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果即为该碳纤维单丝的最终拉伸强力测试结果。
75.在另一实施例中，当对某一批次的碳纤维单丝进行拉伸强力测试时，需分别对多根碳纤维单丝的进行拉伸强力测试，例如分别依次对碳纤维单丝a、碳纤维单丝b和碳纤维单丝c进行拉伸强力测试。对碳纤维单丝a测试结束后，得到了碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝a的断裂位置位于碳纤维单丝a的中部区域，为有效断裂，则碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1能够反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；对碳纤维单丝b测试结束后，得到了碳纤维单丝b的初步拉伸强力测试结果b1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝b的断裂位置位于碳纤维单丝b的夹持根部，为无效断裂，则碳纤维单丝b的初步拉伸强力测试结果b1不能反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；对碳纤维单丝c测试结束后，得到了碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1，从盛有透明液体的容器中获取到，测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝c的断裂位置位于碳纤维单丝c的中部区域，为有效断裂，则碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1能够反映该批次碳纤维单丝的拉伸强力性能；最终将碳纤维单丝a的初步拉伸强力测试结果a1与碳纤维单丝c的初步拉伸强力测试结果c1的平均值作为该批次的碳纤维单丝拉伸强力测试结果。
76.其中，碳纤维单丝的中部区域为夹持后裸露的碳纤维单丝上，距离夹持器0.5～1厘米以上的区域。
77.本公开示例性的实施例提供了一种碳纤维单丝拉伸强力的测试装置，该测试装置用于实施上述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法；如图4所示，该测试装置500包括：盛有透明液体(图中未示出)的容器504，用于浸没碳纤维单丝506；测试仪器507，用于对浸没在透明液体中的碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；测试仪器包括夹持区域，夹持区域中设置有上夹持器501和下夹持器502；夹持区域用于夹持碳纤维单丝506。
78.在本公开所提供的示例性的实施例中，碳纤维单丝拉伸强力的测试装置500，还包括工装底座505和滑轨503，滑轨503为容器504的移动轨道。
79.在本公开示例性的实施例中，如图4所示，提供一个将本公开示例性的实施例所提供的碳纤维单丝拉伸强力的测试装置用于实施本公开示例性的实施例所提供的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法的具体示例。
80.截取一段长度为6～10厘米的碳纤维复丝，将截取的碳纤维复丝置于有机溶剂中浸泡10分钟以上，碳纤维复丝丝束分散开，成为一根根长度为6～10厘米的纤维单丝，从中随机抽取一根纤维丝作为碳纤维单丝506，以待进行后续的拉伸强力测试。
81.将碳纤维单丝506的第一端夹持质量为20～100毫克的夹子砝码(图中未示出)，用于为碳纤维单丝506提供预张力，使得碳纤维单丝506抻直。将碳纤维单丝506的第二端夹持在测试仪器507的上夹持器501中。将碳纤维单丝506中位于夹子砝码上方并靠近第一端的位置夹持在测试仪器的下夹持器502中，完成碳纤维单丝506的夹持。
82.通过开关(图中未示出)控制盛有透明液体的容器504以1～50毫米/分钟的速度从工装底座505上移动至夹持区域，使得碳纤维单丝506浸没在透明液体中，待容器504中的透
明液体稳定后再测试，例如待透明液体平面不波动后0.5～2分钟后，打开测试仪器507，对碳纤维单丝506进行拉伸强力的测试；当碳纤维单丝506拉伸强力测试结束后，得到碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，并获取测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，根据有效断裂的碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果；通过开关控制盛有透明液体的容器以1～50毫米/分钟的速度移动回到工装底座505上，将容器504中断裂的碳纤维原丝取出，以待进行下一根碳纤维单丝拉伸强力的测试，并对取出的断裂的碳纤维原丝拍摄电镜照片以进行“弱节”分析和断面分析。
83.采用上述碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置分别对实施例1的t700sc碳纤维单丝、实施例2的syt55碳纤维单丝和实施例3的syt49碳纤维单丝的拉伸强力进行了测试，其中，每个实施例中均进行20次的碳纤维单丝的有效测试，即测试后的碳纤维单丝为有效断裂，实施例1～3的测试结果及变异系数如表1所示。
84.表1
[0085] 实施例1实施例2实施例3拉伸强力(cn)13.99.714.9变异系数(cv，％)12.8213.1111.61
[0086]
由表1数据可知，采用本公开示例性实施例所提供的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置所测得的碳纤维单丝拉伸强力测试结果变异系数(cv，％)低，稳定性高，测试结果准确。
[0087]
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持；将夹持所述碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中；利用所述测试仪器对所述透明液体中的所述碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；根据测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和所述初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力的测试结果。2.根据权利要求1所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持之前，所述测试方法还包括：将碳纤维复丝在有机溶剂中浸泡10分钟以上，取浸泡后的所述碳纤维复丝中的一根纤维丝作为所述碳纤维单丝。3.根据权利要求2所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述有机溶剂包括丙酮或乙醇。4.根据权利要求1所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述将所述碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持包括：将所述碳纤维单丝的第一端夹持夹子砝码，用于为所述碳纤维单丝提供预张力，使得所述碳纤维单丝抻直；将所述碳纤维单丝的第二端夹持在所述测试仪器的上夹持器中；将所述碳纤维单丝中位于所述夹子砝码上方并靠近所述第一端的位置夹持在所述测试仪器的下夹持器中，完成所述碳纤维单丝的夹持。5.根据权利要求4所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述夹子砝码的质量为20～100毫克。6.根据权利要求1所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述将夹持所述碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中，包括：将所述盛有所述透明液体的容器移动至所述夹持区域，使得所述碳纤维单丝浸没在所述透明液体中。7.根据权利要求1至6任一项所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述盛有透明液体的容器的材质包括透明材质。8.根据权利要求1所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述测试仪器包括单纤物性仪，所述单纤物性仪的强力测试范围为0～220厘牛，分辨率为0.0005～0.002厘牛，伸长范围为0～100mm，用于夹持所述碳纤维单丝的下夹持器的移动范围为5～100mm。9.根据权利要求1所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法，其特征在于，所述根据测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和所述初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，包括：获取测试后断裂在所述透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况，并根据所述碳纤维单丝的断裂情况，确定有效断裂的碳纤维单丝；根据有效断裂的碳纤维单丝的初步拉伸强力测试结果，确定所述碳纤维单丝拉伸强力
的测试结果；其中，所述有效断裂为断裂的碳纤维单丝中除碳纤维单丝在夹持根部断裂和碳纤维单丝断裂残留未找到之外的断裂。10.一种碳纤维单丝拉伸强力的测试装置，其特征在于，所述测试装置用于实施权利要求1-9任一项所述的碳纤维单丝拉伸强力的测试方法；所述测试装置包括：盛有透明液体的容器，用于浸没所述碳纤维单丝；测试仪器，用于对浸没在所述透明液体中的所述碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；所述测试仪器包括夹持区域，所述夹持区域用于夹持所述碳纤维单丝。

技术总结
本公开提供了一种碳纤维单丝拉伸强力的测试方法及装置，该测试方法包括：将碳纤维单丝在测试仪器的夹持区域中夹持；将夹持碳纤维单丝的夹持区域置于盛有透明液体的容器中，使得碳纤维单丝浸没在透明液体中；利用测试仪器对透明液体中的碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，得到初步拉伸强力测试结果；根据测试后断裂在透明液体中的碳纤维单丝的断裂情况和初步拉伸强力测试结果，确定碳纤维单丝拉伸强力的测试结果，由该测试方法对碳纤维单丝的拉伸强力进行测试，能够提高对碳纤维单丝拉伸强力性能分析的效率，降低了碳纤维单丝拉伸强力测试结果的离散性。试结果的离散性。试结果的离散性。


技术研发人员：李韦 葛国杰 徐源锴 徐冬灵
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/9