一种纤维束截面样品制备装置的制作方法

1.本实用新型涉及材料性能测试技术领域，尤其是涉及一种纤维束截面样品制备装置。


背景技术：

2.碳纤维复合材料依靠其众多的优点，不仅在人们的日常生活得到广泛的应用，而且在航空航天等军工行业也得到了广泛的应用。因此，对纤维和复合材料检测技术的要求越来越高。由于扫描电子显微镜和光学显微镜成像原理的不同以及制备光学显微镜所用的透光性较好的薄片样品较难，因此，扫描电子显微镜在纤维表面形态研究中越来越受到青睐。
3.采用扫描电子显微镜观察纤维束的截面形貌，样品制备是关键。传统的样品制备方法是将纤维束样品用导电胶带环向缠绕后，用锋利的切刀将其切断。由于该手工操作没有固定装置，切割过程中纤维束边缘会有滑移，无法保证切割后的纤维束高度一致，这不仅影响成像过程中的聚焦，而且测试角度会导致纤维直径测量数据偏差增大。另外，由于纤维为脆性材料，切割速度和切割刀片的锋利程度会影响切割过程中纤维碎末的多少。由于手工切割不仅对刀片的锋利程度有要求，而且对切割力度和施加张力的一致性要求较高。切割过程中边缘纤维的滑移以及二次切断均直接影响纤维束截面样品的制备质量和数据的准确性，并且多次制样会增加取样成本，降低检测效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决手工制样时无法保证纤维束截面与纤维轴向垂直的问题，提供一种纤维束截面样品制备装置。
5.本实用新型提供的一种纤维束截面样品制备装置，包括纤维束固定装置、纤维束导向机构以及纤维束张拉机构，所述的纤维束固定装置上设置有纤维束夹持孔；所述的纤维束导向机构包括前挡板和后挡板，所述的前挡板与后挡板，前挡板与后挡板分别沿纤维束长度方向设置在纤维束固定装置的两侧，在前挡板设置有贯通前挡板的第一导孔，在后挡板上设置有贯通后挡板的第二导孔，所述的第一导孔、第二导孔以及纤维束夹持孔同心设置；所述的纤维束张拉机构包括设置在前挡板远离纤维束固定装置的一侧的第一张拉组件以及设置在后挡板远离纤维束固定装置的一侧的第二张拉组件。
6.作为本实用新型的优选，所述的纤维束固定装置包括固定座以及移动座，所述的移动座可在固定座上滑动并锁紧，在固定座上设置有第一卡槽，在移动座上设置有第二卡槽，所述的第一卡槽和第二卡槽之间形成有纤维束夹持孔。
7.作为本实用新型的优选，在所述的第一卡槽和第二卡槽的内壁上均设置有缓冲棉。
8.作为本实用新型的优选，在所述的移动座上设置有导槽，移动座与固定座之间通过导杆连接，所述的导杆设置在导槽内，在导杆的上还设置有调节螺母。
9.作为本实用新型的优选，所述的第一张拉组件以及第二组件均包括转向滑轮以及砝码。
10.作为本实用新型的优选，所述的纤维束截面样品制备装置还包括切刀机构，所述的切刀机构包括第一切刀座以及第二切刀座，在第一切刀座和第二切刀座上均设置有切刀，所述的第一切刀座设置在纤维束固定装置与前挡板之间，所述的第二切刀座设置在纤维束固定装置与后挡板之间，第一切刀座上的切刀与第二切刀座上的切刀之间通过连接杆连接，所述的切刀转动时，所述的连接杆与所述的纤维束固定装置不干涉。
11.作为本实用新型的优选，所述的纤维束固定装置、前挡板、后挡板、第一切刀座以及第二切刀座均设置在底座上，所述的第一切刀座以及第二切刀座可在所述的底座上沿纤维束长度方向滑动并锁紧。
12.综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
13.1、通过纤维固定装置对环向缠绕导电胶带的纤维部分两端进行固定，切割时沿着固定装置的左、右侧表面进行切割，既能保证制备样品截面的尺寸一致性；另外对两侧纤维施加张力，确保样品切割时各部位受力的均匀一致性，可避免切割过程中，因施加张力的消失而导致松散部分纤维的滑移，确保截面样品两侧面与表面平齐，另外还能减少手工制样过程中使得样品表面产生过多的杂质。
14.2、通过在第一卡槽和第二卡槽的内壁上设置缓冲棉，在对纤维束进行夹持的时候，能够避免纤维束的损伤。
15.3、通过在底座上设置两个切刀座，并通过连杆将两个切刀连接起来，能够快速地将纤维束进行切段，同时也提高了切段样品的质量。
附图说明
16.图1为实施例1的纤维束截面样品制备装置的结构示意图。
17.图2为纤维束固定装置的结构示意图。
18.图3为实施例2的纤维束截面样品制备装置的结构示意图。
19.图4为实施例2的切刀机构的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.1、纤维束固定装置；2、纤维束导向机构；3、纤维束张拉机构；4、切刀机构；5、底座；11、固定座；12、移动座；13、纤维束夹持孔；131、第一卡槽；132、第二卡槽；14、导杆；15、调节螺母；16、缓冲棉；21、前挡板；22、后挡板；31、转向滑轮；32、砝码；41、第一切刀座；42、第二切刀座；43、切刀；44、连接杆；45、簧片。
具体实施方式
22.下面结合附图1-4对本实用新型作进一步详细说明。
23.实施例1：
24.参照图1到图3，本实施例公开了一种纤维束截面样品制备装置，包括底座5，在底座5上设置有纤维束固定装置1、纤维束导向机构2以及纤维束张拉机构3。
25.纤维束固定装置1包括固定座11以及移动座12，固定座11设置在底座5上，并且固定座11可在底座5上移动，并锁紧。移动座12设在固定座11上，移动座12可在固定座11上滑
动并锁紧，在固定座11上设置有第一卡槽131，在移动座上设置有第二卡槽132，第一卡槽131和第二卡槽132均为一个半圆形的结构，当第移动座12与固定座11之间固定锁紧后，第一卡槽131和第二卡槽132之间形成有纤维束夹持孔13。纤维束夹持孔13,用于夹持纤维束，在第一卡槽131和第二卡槽132的内壁上均设置有缓冲棉16，这样当夹持纤维束的时候，不会对纤维束造成损伤。
26.移动座12上设置有导槽，移动座12与固定座11之间通过导杆14连接，导杆14设置在导槽内，在导杆14的上还设置有调节螺母15，通过锁紧调节螺母15，即可完成移动座12与固定座11之间的固定。
27.纤维束导向机构2包括前挡板21和后挡板22，前挡板21与后挡板22分别沿纤维束长度方向设置在纤维束固定装置1的两侧，前挡板21与后挡板22也是设置在底座5上，可在底座5上滑动并锁紧。在前挡板21上设置有贯通前挡板21的第一导孔211，在后挡板22上设置有贯通后挡板22的第二导孔221，第一导孔211、第二导孔221以及纤维束夹持孔13同心设置。
28.纤维束张拉机构3包括设置在前挡板21远离纤维束固定装置的一侧的第一张拉组件以及设置在后挡板22远离纤维束固定装置的一侧的第二张拉组件。第一张拉组件以及第二组件均包括转向滑轮31以及砝码32。
29.使用时，将需要制样的纤维束使用导电胶带环向缠绕3-4圈，将缠绕后的纤维束穿过纤维束夹持孔13，旋转调节螺母15，带动移动座12向固定座11滑动，逐渐压紧固定纤维束，同时旋紧调节螺母15。纤维束夹持孔13、第一导孔211和第二导孔221的中心处于同一水平线。将纤维束的一端穿过前挡板21的第一导孔211、转向滑轮31，并悬挂砝码32，同时纤维束的另一端穿过后挡板22的第二导孔221、转向滑轮31，并悬挂砝码32，使纤维束固定装置1前后两端的纤维束均保持一定的张力状态。手持手术刀片，沿着纤维束固定装置1的两侧面切割环绕导电胶带的纤维。
30.实施例2：
31.为了更加方便切割纤维束，在底座5上还设置有切刀机构4，切刀机构4包括第一切刀座41以及第二切刀座42，在第一切刀座41和第二切刀座42上均设置有切刀43。
32.所述的第一切刀座41设置在纤维束固定装置1与前挡板21之间，第二切刀座42设置在纤维束固定装置1与后挡板22之间，第一切刀座41与切刀43之间为铰接，切刀43与第一切刀座41之间还设置有簧片45，簧片45的设置使得切刀43在无外力作用下与第一切刀座41之间保持一定的角度，这样第一切刀座41与切刀43之间在无外力作用下就会保持一定的空间，该空间可供纤维束穿过。同样的第二切刀座42与切刀43的结构第一切刀座41与切刀43之间的结构相同。
33.第一切刀座41上的切刀43与第二切刀座42上的切刀43之间通过连接杆44连接，这样通过转动连接杆44可以带动第一切刀座41和第二切刀座42上的切刀43同步动作，对纤维束进行切割，这样不仅切割速度快，同时切割后的纤维束的质量也好。切刀43转动时，所述的连接杆44与所述的纤维束固定装置1不干涉。

技术特征：
1.一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：包括纤维束固定装置(1)、纤维束导向机构(2)以及纤维束张拉机构(3)，所述的纤维束固定装置(1)上设置有纤维束夹持孔(13)；所述的纤维束导向机构(2)包括前挡板(21)和后挡板(22)，前挡板(21)与后挡板(22)分别沿纤维束长度方向设置在纤维束固定装置(1)的两侧，在前挡板(21)上设置有贯通前挡板的第一导孔(211)，在后挡板(22)上设置有贯通后挡板(22)的第二导孔(221)，所述的第一导孔(211)、第二导孔(221)以及纤维束夹持孔(13)同心设置；所述的纤维束张拉机构(3)包括设置在前挡板(21)远离纤维束固定装置的一侧的第一张拉组件以及设置在后挡板(22)远离纤维束固定装置的一侧的第二张拉组件。2.根据权利要求1所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：所述的纤维束固定装置(1)包括固定座(11)以及移动座(12)，所述的移动座(12)可在固定座(11)上滑动并锁紧，在固定座(11)上设置有第一卡槽(131)，在移动座上设置有第二卡槽(132)，所述的第一卡槽(131)和第二卡槽(132)之间形成有纤维束夹持孔(13)。3.根据权利要求2所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：在所述的第一卡槽(131)和第二卡槽(132)的内壁上均设置有缓冲棉(16)。4.根据权利要求2所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：在所述的移动座(12)上设置有导槽，移动座(12)与固定座(11)之间通过导杆(14)连接，所述的导杆(14)设置在导槽内，在导杆(14)的上还设置有调节螺母(15)。5.根据权利要求1所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：所述的第一张拉组件以及第二组件均包括转向滑轮(31)以及砝码(32)。6.根据权利要求1所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：还包括切刀机构(4)，所述的切刀机构(4)包括第一切刀座(41)以及第二切刀座(42)，在第一切刀座(41)和第二切刀座(42)上均设置有切刀(43)，所述的第一切刀座(41)设置在纤维束固定装置(1)与前挡板(21)之间，所述的第二切刀座(42)设置在纤维束固定装置(1)与后挡板(22)之间，第一切刀座(41)上的切刀(43)与第二切刀座(42)上的切刀(43)之间通过连接杆(44)连接，所述的切刀(43)转动时，所述的连接杆(44)与所述的纤维束固定装置(1)不干涉。7.根据权利要求6所述的一种纤维束截面样品制备装置，其特征在于：所述的纤维束固定装置(1)、前挡板(21)、后挡板(22)、第一切刀座(41)以及第二切刀座(42)均设置在底座(5)上，所述的第一切刀座(41)以及第二切刀座(42)可在所述的底座(5)上沿纤维束长度方向滑动并锁紧。

技术总结
本实用新型公开了纤维束截面样品制备装置，包括纤维束固定装置、纤维束导向机构以及纤维束张拉机构，纤维束固定装置上设置有纤维束夹持孔；纤维束导向机构包括前挡板和后挡板，前挡板与后挡板，前挡板与后挡板分别沿纤维束长度方向设置在纤维束固定装置的两侧，在前挡板设置有贯通前挡板的第一导孔，在后挡板上设置有贯通后挡板的第二导孔，所述的第一导孔、第二导孔以及纤维束夹持孔同心设置。本实用新型既能保证制备样品截面的尺寸一致性；也可避免切割过程中，因施加张力的消失而导致松散部分纤维的滑移，确保截面样品两侧面与表面平齐，另外还能减少手工制样过程中使得样品表面产生过多的杂质。面产生过多的杂质。面产生过多的杂质。


技术研发人员：刘艳艳 张翔宇 裴芳芳
受保护的技术使用者：内蒙古光威碳纤有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/9/16