本发明涉及一种碳纤维复合材料原材料碳纤维丝束的开纤性的测试方法及其装置。
背景技术：
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小。
用碳纤维来制作复合材料时，如果碳纤维很容易开裂的话，对复合材料的制作工艺过程会有很大的影响，所以如何测试碳纤维的开纤性很重要。而目前测试碳纤维的开纤性是一个技术难点。
技术实现要素：
本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种碳纤维丝束开纤性的测试方法及其专用的装置，能够避免因不同测试人员目测或手感造成的误差，为碳纤维丝束开纤性的评价提供了一个有效的测试方法。该种碳纤维丝束开纤性能的测试装置和方法，能够定量测试碳纤维的丝束开纤性，为碳纤维的工艺适用性评价提供了确切的参考数据。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种测试碳纤维丝束开纤性的装置，包括送丝轴、辊轴面板和收丝机，所述的送丝轴位于辊轴面板的左上方，所述的收丝机位于辊轴面板的右下方，所述的辊轴面板呈长方形，与底部平面钢板垂直，所述辊轴面板上从左到右依次垂直设置陶瓷辊、第一不锈钢棒、第二不锈钢棒、第三不锈钢棒、第四不锈钢棒、第五不锈钢棒、第六不锈钢棒。
进一步地，所述的辊轴面板为不锈钢板。
进一步地，所述的辊轴面板的长为350mm，宽为200mm。
进一步地，所述的不锈钢棒的直径为10mm，长度为70mm。
进一步地，所述的第一不锈钢棒、第二不锈钢棒、第三不锈钢棒、第四不锈钢棒、第五不锈钢棒、第六不锈钢棒均与辊轴面板固定连接。
更进一步地，所述的陶瓷辊位于距辊轴面板上边缘25mm，左边缘25mm处，第一不锈钢棒位于陶瓷辊右侧水平位置80mm处，第二不锈钢棒位于第一不锈钢棒下方垂直距离150mm处，第三不锈钢棒位于第二不锈钢棒右侧水平位置100mm处，第四不锈钢棒位于第三不锈钢棒右上方，所述的第四不锈钢棒与第三不锈钢棒的连接线与水平线的夹角呈45°，第四不锈钢棒与第三不锈钢棒的高度差为36mm，第五不锈钢棒位于第四不锈钢棒右侧水平位置50mm处，第六不锈钢棒位于第五不锈钢棒右下方，所述的第六不锈钢棒与第五不锈钢棒的连接线与水平线的夹角呈45°，第六不锈钢棒与第五不锈钢棒的高度差为36mm。
采用上述装置测试碳纤维丝束开纤性的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：用游标卡尺测量待测碳纤维的幅宽，记录该数据；
步骤(2)：将待测碳纤维丝筒固定在送丝轴上；
步骤(3)：拉动纤维按从左到右顺序将纤维卷绕在陶瓷辊和六个不锈钢棒上，并把纤维丝头固定在收丝机上；
步骤(4)：开动收丝机，开始计时，30s后关闭收丝机，用游标卡尺测量a点处碳纤维的幅宽并记录数据；
步骤(5)：计算碳纤维丝束开纤性，所述的碳纤维丝束开纤性按照如下公式计算：
步骤(6)：重复步骤(4)和(5)，再测出四组数据，将五次数据结果取平均值，所得平均值为该锭碳纤维丝束开纤性能的测试数据。
进一步地说，该方法适用于测定1k～12k碳纤维丝束开纤性能。
更进一步地说，所述的a点处位于第四不锈钢棒和第五不锈钢棒之间任意一处，五次试验的a点需要选择同一处。
本发明的有益效果是：使用该种碳纤维丝束开纤性的测试装置对待测碳纤维进行多次测量后，测量的平均值为该锭碳纤维丝束开纤性的测试数据，该种碳纤维丝束开纤性的测试装置和方法，能够因不同测试人员目测或手感造成的误差，为碳纤维丝束开纤性的评价提供了一个有效的测试方法。该种碳纤维丝束开纤性能的测试装置和方法，能够定量测试碳纤维的丝束开纤性，为碳纤维的工艺适用性评价提供了确切的参考数据。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1为送丝轴，2为辊轴面板，3为收丝机，4为陶瓷辊，5为第一不锈钢棒，6为第二不锈钢棒，7为第三不锈钢棒，8为第四不锈钢棒，9为第五不锈钢棒，10为第六不锈钢棒。
具体实施方式
实施例1：
一种测试碳纤维丝束开纤性的装置，如图1所示，包括送丝轴1、辊轴面板2和收丝机3，所述的送丝轴1位于辊轴面板2的左上方，所述的收丝机3位于辊轴面板2的右下方，所述的辊轴面板2呈长方形，与底部平面钢板垂直，所述辊轴面板2上从左到右自上而下依次垂直设置陶瓷辊4、第一不锈钢棒5、第二不锈钢棒6、第三不锈钢棒7、第四不锈钢棒8、第五不锈钢棒9、第六不锈钢棒10。
所述的辊轴面板2为不锈钢板。
所述的辊轴面板2的长为350mm，宽为200mm。
不锈钢棒的直径为10mm，长度为70mm。
所述的第一不锈钢棒5、第二不锈钢棒6、第三不锈钢棒7、第四不锈钢棒8、第五不锈钢棒9、第六不锈钢棒10均与辊轴面板2固定连接。
所述的陶瓷辊4位于距辊轴面板2上边缘25mm，左边缘25mm处，第一不锈钢棒5位于陶瓷辊4右侧水平位置80mm处，第二不锈钢棒6位于第一不锈钢棒5下方垂直距离150mm处，第三不锈钢棒7位于第二不锈钢棒6右侧水平位置100mm处，第四不锈钢棒8位于第三不锈钢棒7右上方，所述的第四不锈钢棒8与第三不锈钢棒7的连接线与水平线的夹角呈45°，第四不锈钢棒8与第三不锈钢棒7的高度差为36mm，第五不锈钢棒9位于第四不锈钢棒8右侧水平位置50mm处，第六不锈钢棒10位于第五不锈钢棒9右下方，所述的第六不锈钢棒10与第五不锈钢棒9的连接线与水平线的夹角呈45°，第六不锈钢棒10与第五不锈钢棒9的高度差为36mm。
采用上述装置测试碳纤维丝束开纤性的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：本实施例所测试的碳纤维丝束为3k，用游标卡尺测量待测碳纤维的幅宽为2mm；
步骤(2)：将待测碳纤维丝筒固定在送丝轴上；
步骤(3)：拉动纤维按从左到右顺序将纤维卷绕在陶瓷辊和六个不锈钢棒上，并把纤维丝头固定在收丝机上；
步骤(4)：开动收丝机，开始计时，30s后关闭收丝机，用游标卡尺测量a点处碳纤维的幅宽并记录数据；
步骤(5)：计算碳纤维丝束开纤性，所述的碳纤维丝束开纤性按照如下公式计算：
步骤(6)：重复步骤(4)和(5)，再测出四次数据，将五次数据结果取平均值，所得平均值为15％。
a点处位于第四不锈钢棒和第五不锈钢棒之间任意一处，五次试验的a点需要选择同一处。
实施例2
采用上述装置测试碳纤维丝束开纤性的方法，包括以下步骤：
步骤(1)本实施例所测试的碳纤维丝束为1k，用游标卡尺测量待测碳纤维的幅宽为0.9mm；
步骤(2)：将待测碳纤维丝筒固定在送丝轴上；
步骤(3)：拉动纤维按从左到右顺序将纤维卷绕在陶瓷辊和六个不锈钢棒上，并把纤维丝头固定在收丝机上；
步骤(4)：开动收丝机，开始计时，30s后关闭收丝机，用游标卡尺测量a点处碳纤维的幅宽并记录数据；
步骤(5)：计算碳纤维丝束开纤性，所述的碳纤维丝束开纤性按照如下公式计算：
步骤(6)：重复步骤(4)和(5)，再测出四次数据，将五次数据结果取平均值，所得平均值为10％。
实施例3
采用上述装置测试碳纤维丝束开纤性的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：本实施例所测试的碳纤维丝束为12k，用游标卡尺测量待测碳纤维的幅宽为8mm；
步骤(2)：将待测碳纤维丝筒固定在送丝轴上；
步骤(3)：拉动纤维按从左到右顺序将纤维卷绕在陶瓷辊和六个不锈钢棒上，并把纤维丝头固定在收丝机上；
步骤(4)：开动收丝机，开始计时，30s后关闭收丝机，用游标卡尺测量a点处碳纤维的幅宽并记录数据；
步骤(5)：计算碳纤维丝束开纤性，所述的碳纤维丝束开纤性按照如下公式计算：
步骤(6)：重复步骤(4)和(5)，再测出四次数据，将五次数据结果取平均值，所得平均值为30％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。