碳材料力学性能检测

检测项目

1.静态力学性能：

• 拉伸性能：拉伸强度（Rm）、弹性模量（E）、断裂伸长率（A%）（参照ISO527-2012）
• 压缩性能：压缩强度（Rc）、压缩模量（Ec≥5GPa）
• 弯曲性能：弯曲强度（σf）、弯曲模量（Ef）

2.动态力学性能：

• 冲击韧性：夏比冲击功（KV2/J，参照ASTMD256-10）
• 疲劳性能：疲劳寿命（Nf≥10^6cycles）、疲劳极限（σFL）

3.硬度测试：

• 维氏硬度：HV值（载荷100g，HV≥200）
• 洛氏硬度：HRC值（HRC≥40）

4.断裂韧性：

• 临界应力强度因子：KIC（参照ASTME399-22）
• 临界应变能释放率：GIC

5.剪切性能：

• 层间剪切强度：ILSS（参照ASTMD2344-16）
• 面内剪切强度：τ（τ≥30MPa）

6.摩擦磨损性能：

• 摩擦系数：μ（μ≤0.2）
• 磨损率：磨损体积损失（mm³/Nm）

7.蠕变性能：

• 蠕变应变：εc（温度500°C下εc≤1%）
• 蠕变强度：σcr（σcr≥100MPa）

8.热机械性能：

• 热膨胀系数：CTE（CTE≤5×10⁻⁶/K）
• 热导率：λ（λ≥100W/mK）

9.环境效应性能：

• 湿度影响强度：强度保持率（≥95%）
• 氧化环境退化：质量损失率（≤0.1mg/cm²h）

10.纳米尺度性能：

• 纳米硬度：HN值（载荷10mN）
• 弹性回复率：ER（ER≥80%）

检测范围

1.碳纤维增强聚合物（CFRP）：涵盖单向/织物增强环氧树脂体系，重点检测各向异性拉伸强度及层间剪切强度

2.碳/碳复合材料：高温应用如刹车盘，侧重氧化稳定性下的压缩性能和断裂韧性

3.石墨制品：电极和轴承材料，检测硬度和抗压强度在高温环境下的变化

4.碳纳米管（CNT）增强材料：聚合物基纳米复合材料，重点评估分散均匀性相关的拉伸模量和冲击韧性

5.热解石墨：高热导应用，检测各向异性热膨胀系数和弯曲强度

6.碳泡沫材料：轻量化结构部件，侧重能量吸收能力和压缩强度

7.碳纤维织布：预浸料和编织结构，检测纱线拉伸强度及界面粘结性能

8.碳化硅涂层碳基材料：耐磨防护层，重点测试涂层结合强度和摩擦磨损性能

9.生物碳材料：骨植入物等医疗应用，检测生物相容性相关的疲劳寿命和弹性模量

10.石墨烯薄膜：电子器件基底，侧重薄膜拉伸性能和环境湿度下的力学退化

检测方法

国际标准：

• ISO527-2012塑料拉伸性能测定
• ASTMD3039-08聚合物基复合材料拉伸试验
• ASTMD256-10塑料冲击试验
• ASTMD2344-16聚合物基复合材料短梁剪切强度
• ISO148-1:2022金属材料夏比摆锤冲击试验

国家标准：

• GB/T3354-2014定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法
• GB/T1447-2005纤维增强塑料弯曲性能试验方法
• GB/T1843-2008塑料悬臂梁冲击性能测定
• GB/T9966.1-2020天然石材试验方法第1部分：干燥压缩强度
• GB/T4338-2006金属材料高温拉伸试验方法

方法差异说明：ISO527应变速率控制较严格（1mm/min-500mm/min），而GB/T3354允许更宽范围（0.5mm/min-1000mm/min）；ASTMD3039试样尺寸要求与GB/T3354存在差异（ASTM宽度25mm，GB宽度10mm）；冲击试验中ISO148-1能量校准频率高于GB/T1843

检测设备

1.电子万能试验机：INSTRON5985型（载荷范围0.02kN-300kN，精度±0.5%）

2.冲击试验机：ZWICKRKP450型（能量范围0.5J-450J，低温槽-70°C至100°C）

3.硬度计：WILSONROCKWELL硬度计（HRC范围20-70，分辨率0.1HRC）

4.动态力学分析仪（DMA）：TAQ800型（温度范围-150°C-600°C，频率0.01Hz-200Hz）

5.疲劳试验机：MTSLandmark型（频率0.001Hz-100Hz，载荷±100kN）

6.摩擦磨损试验机：UMTTribolab型（载荷1N-200N，滑动速度0.001m/s-1m/s）

7.蠕变试验机：SHIMADZUAG-X型（温度范围室温-1200°C，载荷保持时间≥1000h）

8.热机械分析仪（TMA）：PerkinElmerTMA4000型（热膨胀系数分辨率0.01μm/mK，温度-150°C-1000°C）

9.扫描电子显微镜（SEM）：FEIQuanta250型（放大倍数5x-100000x，分辨率3nm）

10.激光闪光热导仪：NetzschLFA467型（热扩散率范围0.1mm²/s-1000mm²/s，温度-125°C-2800°C）

11.环境试验箱：ESPECSH-242型（温湿度范围-70°C-180°C，10%RH-98%RH）

12.纳米压痕仪：HysitronTI950型（载荷范围1μN-10mN，位移分辨率0.02nm）

13.X射线衍射仪（XRD）：BrukerD8Advance型（角度范围5°-120°，分辨率0.0001°）

14.振动台：LDSV875型（频率范围5Hz-3000Hz，加速度10gpeak）

15.红外热像仪：FLIRT1020型（温度范围-40°C-2000°C，热灵敏度≤0.03°C）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

以上是与"碳材料力学性能检测"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检检测技术研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。