碳纤维热膨胀试验

检测项目

1.线膨胀系数测定：轴向线膨胀系数、径向线膨胀系数、体积膨胀系数、瞬时膨胀系数、平均膨胀系数、热膨胀曲线斜率、热膨胀迟滞回线、热膨胀各向异性比、热膨胀重复性偏差、热膨胀长期稳定性。

2.玻璃化转变温度测试：动态热机械法玻璃化转变温度、差示扫描量热法玻璃化转变温度、热膨胀突变法玻璃化转变温度、玻璃化转变温度区间宽度、玻璃化转变温度重复性、玻璃化转变温度与升温速率相关性、玻璃化转变温度与频率相关性、玻璃化转变温度与纤维取向相关性、玻璃化转变温度与界面处理相关性、玻璃化转变温度与湿热老化相关性。

3.热应力分析：热失配应力、热残余应力、热应力松弛速率、热应力与界面剪切强度耦合、热应力诱导微裂纹密度、热应力与基体开裂阈值、热应力循环疲劳、热应力与铺层角度相关性、热应力与固化度相关性、热应力与厚度梯度相关性。

4.微观结构演变观测：热膨胀诱导微孔洞、热膨胀诱导界面脱粘、热膨胀诱导纤维屈曲、热膨胀诱导基体塑性变形、热膨胀诱导结晶度变化、热膨胀诱导自由体积变化、热膨胀诱导分子链取向松弛、热膨胀诱导界面相厚度变化、热膨胀诱导残余孔隙迁移、热膨胀诱导表面粗糙度变化。

5.湿热耦合膨胀测试：吸湿膨胀系数、湿热耦合膨胀系数、湿热膨胀迟滞、湿热膨胀可逆与不可逆分量、湿热膨胀与水分含量关系、湿热膨胀与温度关系、湿热膨胀与纤维体积分数关系、湿热膨胀与界面处理关系、湿热膨胀与老化时间关系、湿热膨胀与循环次数关系。

6.热膨胀循环疲劳：热循环上限温度、热循环下限温度、升降温速率、保温时间、循环次数、热膨胀幅值衰减、热膨胀相位角漂移、热膨胀能量耗散、热膨胀循环裂纹萌生、热膨胀循环模量退化。

7.热膨胀各向异性映射：0°方向线膨胀系数、45°方向线膨胀系数、90°方向线膨胀系数、厚度方向线膨胀系数、面内各向异性比、空间各向异性张量、热膨胀主方向角、热膨胀主值大小、热膨胀与铺层顺序关系、热膨胀与缝合增强关系。

8.瞬态热膨胀响应：脉冲加热瞬态膨胀、阶跃升温瞬态膨胀、瞬态热膨胀时间常数、瞬态热膨胀过冲量、瞬态热膨胀振荡频率、瞬态热膨胀阻尼比、瞬态热膨胀与热扩散系数关系、瞬态热膨胀与纤维导热系数关系、瞬态热膨胀与界面热阻关系、瞬态热膨胀与厚度关系。

9.热膨胀与声发射耦合：热膨胀声发射事件数、热膨胀声发射能量、热膨胀声发射幅值分布、热膨胀声发射频率特征、热膨胀声发射与界面破坏对应、热膨胀声发射与基体开裂对应、热膨胀声发射与纤维断裂对应、热膨胀声发射定位精度、热膨胀声发射与加载历史关系、热膨胀声发射与环境噪声区分。

10.热膨胀与数字图像相关：全场热膨胀位移、热膨胀应变场、热膨胀泊松比、热膨胀剪切角、热膨胀局部化带、热膨胀裂纹尖端场、热膨胀界面滑移量、热膨胀与散斑质量关系、热膨胀与图像采集频率关系、热膨胀与亚像素算法关系。

检测范围

1.标准模量聚丙烯腈基碳纤维：拉伸模量230-250吉帕、拉伸强度3.5-4.0吉帕、线密度200-400特克斯、单丝直径5-7微米、上浆剂含量0.5-1.5%、线膨胀系数轴向负值区间-0.5至-0.1×10⁻⁶每开尔文、径向正值区间5-10×10⁻⁶每开尔文、纤维体积分数55-65%、孔隙率小于2%、玻璃化转变温度高于200摄氏度。

2.高模量聚丙烯腈基碳纤维：拉伸模量350-600吉帕、拉伸强度2.5-3.5吉帕、线密度200-800特克斯、石墨化温度高于2500摄氏度、线膨胀系数轴向负值区间-1.2至-0.3×10⁻⁶每开尔文、径向正值区间1-3×10⁻⁶每开尔文、热导率轴向80-150瓦每米开尔文、热扩散系数轴向0.5-0.8平方厘米每秒、取向度大于80%、微晶尺寸大于5纳米。

3.沥青基高导热碳纤维：拉伸模量500-900吉帕、拉伸强度2.0-3.0吉帕、热导率轴向600-1000瓦每米开尔文、线膨胀系数轴向负值区间-1.5至-0.5×10⁻⁶每开尔文、径向正值区间0.5-2×10⁻⁶每开尔文、石墨化温度高于2800摄氏度、层间距小于0.336纳米、微晶厚度大于20纳米、热扩散系数轴向1.2-2.0平方厘米每秒、密度1.9-2.2克每立方厘米。

4.黏胶基碳纤维：碳含量高于98%、拉伸模量40-80吉帕、拉伸强度0.8-1.5吉帕、线膨胀系数轴向正值区间1-3×10⁻⁶每开尔文、径向正值区间4-8×10⁻⁶每开尔文、纤维直径8-12微米、比表面积0.5-1.5平方米每克、孔隙率15-30%、热稳定性高于3000摄氏度、灰分低于0.1%。

5.短切碳纤维增强热塑性复合材料：纤维长度3-12毫米、纤维质量分数10-40%、基体类型聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、线膨胀系数面内5-15×10⁻⁶每开尔文、厚度方向30-60×10⁻⁶每开尔文、熔融指数10-50克每10分钟、结晶度20-40%、玻璃化转变温度高于140摄氏度、热变形温度高于250摄氏度。

6.连续碳纤维增强环氧预浸料：树脂质量分数32-42%、单层厚度0.125-0.250毫米、纤维面密度100-200克每平方米、固化温度120-180摄氏度、固化压力0.3-0.7兆帕、线膨胀系数轴向-0.2至0.2×10⁻⁶每开尔文、90°方向25-35×10⁻⁶每开尔文、厚度方向40-60×10⁻⁶每开尔文、玻璃化转变温度高于150摄氏度、吸水率低于2%。

7.三维编织碳纤维预制体：编织角度15-75度、纤维体积分数40-55%、编织节距5-20毫米、厚度3-15毫米、层间剪切强度60-100兆帕、线膨胀系数厚度方向20-40×10⁻⁶每开尔文、面内10-25×10⁻⁶每开尔文、孔隙率5-15%、纤维屈曲角小于5度、缝合密度每平方厘米1-4针。

8.碳纤维/金属层压混杂板：金属层厚度0.1-0.5毫米、碳纤维层厚度0.2-1.0毫米、层序铝-碳-铝、钛-碳-钛、钢-碳-钢、界面剪切强度高于30兆帕、线膨胀系数面内5-12×10⁻⁶每开尔文、厚度方向15-30×10⁻⁶每开尔文、热失配应力低于100兆帕、疲劳寿命高于10⁵次、剥离韧性高于500焦耳每平方米。

9.碳纤维/陶瓷基复合材料：基体类型碳化硅、氮化硅、氧化铝、纤维体积分数30-50%、孔隙率5-15%、线膨胀系数面内3-6×10⁻⁶每开尔文、厚度方向4-8×10⁻⁶每开尔文、弯曲强度300-600兆帕、断裂韧性10-20兆帕·米½、热震温差高于800摄氏度、抗氧化涂层厚度50-200微米。

10.废旧碳纤维再生料：回收方式热解、流化床、溶剂法、纤维保留长度大于5毫米、拉伸强度保持率60-80%、模量保持率90-95%、线膨胀系数变化率小于10%、表面含氧官能团增量0.5-2%、上浆剂重新涂覆量0.8-1.2%、界面剪切强度恢复率70-85%、热稳定性失重温度高于500摄氏度、灰分增量低于0.5%。

检测标准

国际标准：

ISO 11359-1:2014、ISO 11359-2:2014、ISO 11359-3:2014、ASTM E831-19、ASTM D696-20、ASTM E228-17、ASTM D3386-20、IEC 61006:2004、ISO 11357-2:2020、ASTM D3418-21、ISO 6721-11:2019、ASTM E289-17、ISO 3167:2014、ASTM D4065-20、ISO 294-4:2018

国家标准：

GB/T 36800.1-2018、GB/T 36800.2-2018、GB/T 36800.3-2018、GB/T 1036-2008、GB/T 2572-2005、GB/T 16535-2008、GB/T 19466.2-2004、GB/T 33061.6-2020、GB/T 11546.1-2008、GB/T 1634.2-2019、GB/T 40006.3-2021、GB/T 1040.4-2006、GB/T 9345.1-2008、GB/T 19466.6-2009、GB/T 12027-2004

检测设备

1.热机械分析仪：载荷范围±1至±5000毫牛、位移分辨率0.1纳米、温度范围-150至1000摄氏度、升温速率0.01至100开尔文每分钟、样品长度0.5至25毫米、膨胀系数精度±3%、气氛控制氮气、空气、氩气、氦气、真空度10⁻³帕、冷却方式液氮、机械制冷、水冷。

2.差示扫描量热仪：温度范围-180至750摄氏度、升温速率0.01至500开尔文每分钟、量热精度±0.05%、基线漂移小于5微瓦、样品质量0.1至100毫克、气氛控制氮气、氧气、氩气、二氧化碳、真空度10⁻²帕、冷却方式液氮、机械制冷、帕尔贴、调制温度振幅±0.01至±10开尔文。

3.动态热机械分析仪：频率范围0.001至1000赫兹、载荷范围±0.001至±50牛、位移范围±0.5至±10毫米、温度范围-150至600摄氏度、升温速率0.01至20开尔文每分钟、形变模式三点弯曲、单悬臂、双悬臂、拉伸、压缩、剪切、样品尺寸长度10至60毫米、宽度5至15毫米、厚度0.1至5毫米。

4.激光闪射导热仪：温度范围25至2800摄氏度、热扩散系数测量范围0.01至1000平方毫米每秒、热导率测量范围0.1至2000瓦每米开尔文、样品厚度0.1至6毫米、样品直径6至25毫米、脉冲能量15焦耳、脉冲宽度0.33毫秒、红外探测器铟镓砷、碲镉汞、气氛控制真空、氮气、氩气、氦气。

5.高温应变测量系统：工作温度20至1600摄氏度、应变分辨率1微应变、采样频率1至10000赫兹、测量方式高温电阻应变片、高温数字图像相关、高温云纹干涉、标距长度0.5至50毫米、应变范围±50000微应变、非线性度小于0.5%、漂移小于±2微应变每小时、冷却方式水冷、风冷。

6.热膨胀多通道测试炉：通道数8至64、温度范围25至1200摄氏度、控温精度±0.1开尔文、样品长度5至100毫米、位移传感器电容式、电感式、光栅式、分辨率0.01微米、升温速率0.1至20开尔文每分钟、气氛控制氮气、空气、氩气、氢气、数据采样频率1至100赫兹、炉膛均温区长度200毫米。

7.声发射检测系统：频率范围10千赫至2兆赫、通道数2至128、动态范围大于85分贝、采样率1至10兆赫、传感器灵敏度大于-65分贝、增益20至60分贝、门槛值20至55分贝、定位精度±1毫米、信号参数计数、能量、幅值、持续时间、上升时间、有效值电压、平均信号电平。

8.数字图像相关系统：相机分辨率0.3至29百万像素、采集频率1至5000000赫兹、测量视场1毫米至10米、位移分辨率0.01像素、应变分辨率50微应变、同步通道数2至8、照明方式白光、蓝光、紫外光、红外光、软件功能实时计算、离线计算、轨迹跟踪、裂纹监测、温度补偿。

9.热重-红外联用系统：温度范围室温至1000摄氏度、升温速率0.1至100开尔文每分钟、称量范围0.1微克至1克、称量精度±0.1微克、红外光谱范围600至4000每厘米、气室温度200摄氏度、传输线温度200摄氏度、气氛控制氮气、空气、氩气、氧气、真空度10⁻²帕。

10.扫描电镜高温台：温度范围室温至1500摄氏度、升温速率1至100开尔文每秒、样品尺寸5毫米×5毫米×2毫米、真空度10⁻⁴帕、分辨率3纳米、能谱仪元素范围硼至锎、冷却方式水冷、氮气冷、样品倾斜角度-15至+90度、旋转角度360度、成像模式二次电子、背散射电子、阴极发光。

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"碳纤维热膨胀试验"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。