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技術(shù)常識

納米纖維張力儀

來源:時代集團 發(fā)布日期:2012-10-09 08:48:15

  由北京時代集團制造的JQN04C型納米纖維張力儀是國內(nèi)目前唯一能夠豪牛力的拉力試驗機。試驗機采用機械力學(xué)和形態(tài)光學(xué)同步分析方法測量纖維拉伸過程中的物理變化,突破了傳統(tǒng)單纖維強力儀YG00X只測量力學(xué)性能的不足,能得到更可靠測試結(jié)果。

  試驗機能夠滿足的限位對象范圍廣泛,能夠測量點纖維力學(xué)特征指標(biāo)豐富。可測量微米級和亞微米級纖維(包括納米復(fù)合纖維)強力特征??筛鶕?jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線計算彈性模量、拉伸功、斷裂應(yīng)力、斷裂應(yīng)變、拉伸回復(fù)比等指標(biāo)??稍O(shè)定應(yīng)力或伸長恒定,測量纖維屈服蠕變性能。

  (1)納米纖維張力儀的主要技術(shù)指標(biāo) a)纖維隔距長度最小可為1mm,最大伸長度200mm  b)纖維拉伸速度(30~150)mm/min  c)力值精度0.001mN,圖像分辨率為24像素/微米,適用于亞微米纖維及彈性纖維測量。

  (2)張力儀工作原來與結(jié)構(gòu) 試驗機采用垂直拉伸方式,利用機械力學(xué)和形態(tài)光學(xué)同步分析測量纖維拉伸過程中的物理變化,精密懸臂式微力測量裝置和長焦距高倍光學(xué)系統(tǒng)使得拉伸納米纖維變得可能。儀器分拉伸部分和形態(tài)光學(xué)測量部分,精密拉伸部分保證了拉伸平穩(wěn)準(zhǔn)確,長焦距顯微光學(xué)測量拉伸形態(tài)變化能夠精確獲取。

  納米纖維由于纖維非常微小裝樣較為困難,可采用模版法輔助制樣。試驗時先把納米纖維黏貼在矩形模版上,后再把模版裝入兩個夾頭,沿虛線剪開模版,,進行拉伸測試。拉伸在密閉的空氣環(huán)境中進行,減小空氣震動對試驗的不利影響。試驗拉伸過程由顯微系統(tǒng)監(jiān)控并測試。

  (3)制造和檢驗依據(jù) 納米纖維張力儀屬于纖維拉伸性能分析類儀器,參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行制造檢驗,如BS EN ISO5079: 1996 Textiles. Fibres. Determination of breaking force and elongation at break of individual fibres和 GB/T 9997-1998化學(xué)纖維單纖維斷裂強力和斷裂伸長的測定。同時由于檢測對象為納米纖維,因此對力測量精度有更高要求,一般要求達到微牛級。形態(tài)測量精度必須在10像素/微米以上。

  (4)常見故障,調(diào)試、修理、改造方法  納米纖維的拉伸性能的測試,對于力學(xué)和形變測量要求極高,正式測量前必須對力值量和形變量進行標(biāo)定校準(zhǔn)。環(huán)境和電機造成的震動均會對測量造成不利影響,由于測量對象特殊性及其測量精密性,測量最好在微小密閉抗震動平臺上進行,有利于精確數(shù)值獲取。

    (5)國內(nèi)外水平比較及發(fā)展趨勢  目前國內(nèi)外納米纖維拉伸性能測量主要采用改裝過的原子顯微鏡AFM進行測量,測量精度高,然而由于AFM造價昂貴,且不能進行纖維形態(tài)變化的實時在線測量,限制了該方法的普及。然而業(yè)內(nèi)需要專門用于納米纖維拉伸性能常規(guī)測量的設(shè)備,納米纖維張力儀就是能滿足此類纖維常規(guī)測量的專門設(shè)備,代表今后測量該類纖維的發(fā)展方向。

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