Miksi lasikuidun vetolujuus ja moduuli ilmaistaan upotetun langan lujuudella ja moduulilla?
Äskettäisen vientivalvonnan tiukentuessalasikuitu, ympärillä oleva kiistalasikuituVetotestausmenetelmät ovat nousseet uudelleen esiin teollisuudessa. Tärkeimmät syyt, miksi teollisuus on jatkuvasti käyttänyt kastetun langan lujuusmoduulia edustamaan langan vetoominaisuuksialasikuituovat seuraavat:
1. Kuvaa sovelluksen todellista suorituskykyä
Käytännön sovelluksissa (kuten komposiitit)lasikuitukäytetään tyypillisesti yhdessä hartsimatriisin kanssa, eikä yksinään. Kastetun langan testaus simuloi kuidun tilaa hartsimatriisissa ja edustaa paremmin sen todellisia mekaanisia ominaisuuksia komposiittimateriaaleissa.
Pelkästään kuivan kuidun lujuuden testaus voi johtaa pienempiin arvoihin pintavikojen tai ympäristötekijöiden (kuten kosteus ja kitka) vuoksi. Kastettu lanka kuitenkin suojaa kuidun pintaa vähentäen häiriötä testauksen aikana.
2. Testausvirheiden välttäminen
Lasikuituon erittäin hieno (tyypillisesti halkaisijaltaan 5-24 mikronia) ja hauras. Suora testaus voi johtaa helposti puristusvauriosta tai jännityskeskittymisestä johtuvaan murtumiseen vetomurtuman sijaan. Lisäksi kun nippuihin kohdistuu jännitys, tapahtuu usein asynkronista murtumaa tai puristin luistamista, mikä johtaa lopulta alhaisempiin testituloksiin ja suureen vaihteluun.
Kastettu lankamenetelmä yhdistää useita kuituja nipuksi (esim. kyllästämällä ja kovettamalla ne epoksihartsilla), jolloin muodostuu sauvan muotoinen näyte, jolla on määrätty halkaisija. Tämä helpottaa kiinnitystä, vähentää paikallista jännityspitoisuutta ja parantaa testitietojen luotettavuutta ja toistettavuutta. Tietysti tämä menetelmä...
3. Standardointi ja vertailukelpoisuus
Kansainvälisissä ja kotimaisissa standardeissa (kuten GB/T 20310, ASTM D2343 ja ISO 9163) käytetään yleisesti kastettua lankamenetelmää langan vetoominaisuuksien testaamiseen.lasikuitu(mukaan lukien vetolujuus, moduuli ja venymä, lujuus ja moduuli ilmaistuna MPa:na tai GPa:na). Tämä menetelmä standardoi testiolosuhteet (kuten liiman tyyppi, kovettumisprosessi ja näytekoko), jolloin eri valmistajien tai tutkimuslaitosten tiedot ovat vertailukelpoisia.
Myös kuivakuitujen testaamiseen on olemassa standardeja (GB/T 7690.3 ja ISO 3341). Nämä standardit ilmaisevat voiman N tai N/tex, ja tuloksiin voivat helposti vaikuttaa tekijät, kuten testilaitteisto ja ympäristö (erityisesti kosteus). Tämä menetelmä on kuitenkin suhteellisen yksinkertainen mitata ja siksi sitä käytetään yleisemmin laadunvalvontaan.
4. Rajapinnan sidosvaikutuksen heijastus
Kastolankatestissä hartsin ja kuidun välinen rajapintasidos vaikuttaa kokonaissuorituskykyyn. Vaikka moduuli määräytyy ensisijaisesti kuidun itsensä avulla, rajapinnan ominaisuudet voivat vaikuttaa hieman vetolujuuteen. Tämä testi kuvastaa tarkemmin komposiitin kuidun todellista kuormitusta{2}}.
5. Historia ja teollisuuskäytäntö
Kastettu lankamenetelmä löydettiin varhainlasikuitutoimialan helppouden ja vakaan tiedon vuoksi. Siitä tuli vähitellen alan standardimenetelmä, ja sitä käytetään edelleen.
On huomattava, että tätä testausmenetelmää koskeva kiista teollisuudessa johtuu siitä tosiasiasta, ettälasikuituon paljon korkeampi kuin kaikki tällä hetkellä saatavilla olevat testitiedot. Esimerkiksi E-lasikuidun teoreettinen lujuus voi olla 3-4 GPa. Varsinaisessa testauksessa pinta- ja testivauriot kuitenkin suurentuvat, jolloin teoreettisen arvon mittaaminen on mahdotonta. Tyypillisesti kastetun langan lujuus on kuivan kuidun teoreettisen lujuuden ja komposiittimateriaalin lujuuden välissä.
Modulus-testaus: Modulus on materiaalin luontainen ominaisuus, ja testausmenetelmä vaikuttaa siihen vähemmän. Kastettu lankamenetelmä tarjoaa kuitenkin vakaammat venymän mittausolosuhteet, joten mitattu arvo on lähempänä teoreettista arvoa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kastettu lankamenetelmä löytää tasapainon teknisen käytännöllisyyden ja testitarkkuuden välillä, ja siitä on tullut tunnustettu menetelmä lasikuidun mekaanisten ominaisuuksien karakterisoinnissa.
Molemmilla menetelmillä on tietysti hyvät ja huonot puolensa, ja sopiva testimenetelmä tulee valita testitavoitteiden perusteella.
Esimerkiksi kuivalankamenetelmällä voidaan nopeasti arvioida kuituerien konsistenssi; kastolankamenetelmällä voidaan todentaa komposiittimateriaalien suunnitellut ominaisuudet käyttämällä hartsia, joka on yhdenmukainen suunnitelman kanssa.
