CSTM-天平壓伸法測試單根纖維拉伸性能-試驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告

《天平壓伸法測試單根纖維拉伸性能》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告（報(bào)批稿）標(biāo)準(zhǔn)起草工作組2021年07月

為了對新制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)方法驗(yàn)證，項(xiàng)目組進(jìn)行了全面地試驗(yàn)驗(yàn)證工作，對該測試方法的適用性，相同條件下同種材料的穩(wěn)定性、技術(shù)要素選擇、多種材料的普適性等方面進(jìn)行了單絲纖維彈性模量和拉伸強(qiáng)度測試的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部比對以及實(shí)驗(yàn)室之間比對。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部比對驗(yàn)證了方法的重復(fù)性，結(jié)果重現(xiàn)性好，實(shí)驗(yàn)室之間的比對驗(yàn)證了方法的可操作性，說明該方法原理簡單、準(zhǔn)確可靠、具備實(shí)際操作性。試驗(yàn)中驗(yàn)證所用樣品由某科研院所提供，有金屬纖維、碳化硅纖維以及生物纖維等。驗(yàn)證本技術(shù)適用性：采用本標(biāo)準(zhǔn)測試方法對不同類型材料進(jìn)行測試。試驗(yàn)一試驗(yàn)樣品：鉑銥絲試驗(yàn)結(jié)果：試樣的寬度為0.077mm，厚度為0.0077mm，以大約5g的載荷遞增加載，并記錄相應(yīng)的尺寸。表1.1鉑銥絲彈性模量測試數(shù)據(jù)P(g)A(mm2)L(mm)dS(Mpa)DL(mm)strainE(GPa)5.180.00059135754.885.840.02000.000364964235.210.370.00059135754.8171.850.04330.000790146217.515.660.00059135754.8259.520.07030.001283212202.221.260.00059135754.8352.320.08720.001591241221.425.850.00059135754.8428.390.11360.002072993206.730.340.00059135754.8502.800.12450.002271898221.333.480.00059135754.8554.83-斷裂-平均值217.4計(jì)算得到鉑銥絲的彈性模量為217.4GPa。拉伸強(qiáng)度為554.83MPa。試驗(yàn)二試驗(yàn)樣品：生物纖維試驗(yàn)結(jié)果：試樣截面直徑30μm，橫截面積為0.00070686mm2，以大約5g的載荷遞增加載，并記錄相應(yīng)的尺寸。表1.2生物纖維彈性模量測試數(shù)據(jù)P(g)A(mm2)L(mm)dS(MPa)DL(mm)strainE(GPa)5.360.000706865074.310.96530.019313.8510.050.0007068650139.331.92560.038513.6214.900.0007068650206.582.78940.055793.7020.230.0007068650280.473.59880.071983.9024.930.0007068650345.634.50920.090183.8326.350.0007068650365.32-斷裂-平均值3.78計(jì)算得到生物纖維的彈性模量為3.78GPa，拉伸強(qiáng)度為365.32MPa。試驗(yàn)三試驗(yàn)樣品：碳化硅纖維試驗(yàn)結(jié)果：試樣截面直徑7μm，橫截面積為0.00003848mm2，以大約4g的載荷遞增加載，并記錄相應(yīng)的尺寸。表1.3碳化硅纖維彈性模量測試數(shù)據(jù)P(g)A(mm2)L(mm)dS(MPa)DL(mm)strainE(GPa)4.250.00003848801082.250.20790.002599416.49.680.00003848802464.990.46590.005824423.213.890.00003848803537.060.70090.008761403.719.850.00003848805054.770.98890.012362408.924.620.00003848806269.441.31330.016416381.9平均值406.8計(jì)算得到碳化硅纖維的彈性模量為406.8GPa。驗(yàn)證測試方法的穩(wěn)定性、技術(shù)要素選擇為了對新制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)方法驗(yàn)證，項(xiàng)目組進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證工作，對相同條件下同種材料的穩(wěn)定性、多種材料的適用性等方面進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。2.1測試結(jié)果穩(wěn)定性選用鉑銀、鉑金、鉑銥鎢銀等金屬纖維進(jìn)行結(jié)果穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)。每種試樣選用三組樣品，分別編號為1#、2#、3#，每組包含4-7個(gè)樣品，測試結(jié)果如表1所示，每組測試的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2.2-圖2.6。表2.1金屬絲彈性模量測試結(jié)果單位：GPa鉑金絲鉑銥絲鉑銥鎢銀絲鉑銀絲1鉑銀絲21155.39217.50304.75154.82200.002150.13215.49303.53147.54203.273146.55202.24280.55147.27199.104151.61221.41288.06151.38180.725148.51206.65282.23154.31201.756——284.96146.12208.197——280.49155.67203.88平均值150.44212.66289.22151.01199.56標(biāo)準(zhǔn)差3.347.9510.534.028.82離散系數(shù)2.2%3.7%3.6%2.7%4.4%圖2.1纖維尺寸測量圖2.2鉑金絲應(yīng)力應(yīng)變曲線圖2.3鉑銥絲應(yīng)力應(yīng)變曲線圖2.4鉑銥鎢銀絲應(yīng)力應(yīng)變曲線圖2.5鉑銀絲1應(yīng)力應(yīng)變曲線圖2.6鉑銀絲2應(yīng)力應(yīng)變曲線該組驗(yàn)證試驗(yàn)選擇了多種金屬纖維驗(yàn)證模量測試穩(wěn)定性，離散系數(shù)最大4.4%，最小2.2%，表示該方法和測試裝置的穩(wěn)定性和重復(fù)性較好?？偨Y(jié)通過對多種纖維材料的彈性模量和強(qiáng)度測