碳纤维布基础知识与性能检验

 随着宇航、导弹、原子能、汽车工业、建设工程等现代技术的迅速发展，现有的钢铁和合金材料已很难满足要求，而由于近几十年发展起来的碳纤维具有高弹性模量、高强度的优点，碳纤维及其复合材料在社会建设和发展的各个域发挥了非常广泛的作用。

一、什么是碳纤维布

       碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片材(预浸布)等 。碳纤维布是一种单向碳纤维加固产品，通常采用12K碳纤维丝织造，常见的有0.111mm(200g)和0.167mm(300g)两种厚度，宽度则有100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊宽度。

       碳纤维布由于具有强度高、耐久性强、密度小、厚度薄、适用面广、施工便捷等优点，因此被广泛应用于建筑物和桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复、抗震加固及节点的结构加固，其原理是采用高性能的碳纤维布配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。近年来，随着纤维布行业的不断发展，越来越多的行业也运用到了碳纤维布，例如航空航天、体育器材、工业制造和火灾消防等域。

二、碳纤维布的分类

      碳纤维布根据其碳纤维原丝、规格、炭化和织造方式的不同，种类也有所不同：

     1、按碳纤维原丝分类

     可分为PAN基碳纤维布(市场上90%以上为该种碳纤维布)、黏胶基碳纤维布和沥青基碳纤维布。

     2、按碳纤维规格分

     可分为1K碳纤维布、3K碳纤维布、6K碳纤维布、12K碳纤维布、24K及以上大丝束碳纤维布。

     3、按碳纤维炭化分

     可分为石墨化碳纤维布（可以耐2000-3000度高温）、碳纤维布（可以耐1000度左右高温）、预氧化碳纤维布（可以耐200-300度高温）。

     4、按织造方式分

     可分为机织碳纤维布（主要有：平纹布、斜纹布、缎纹布、单向布等）、针织碳纤维布（主要有：经编布、纬编布、圆机布(套管)、横机布(罗纹布)等）、编织碳纤维布（主要有：套管、盘根、编织带、二维布、三维布、立体编织布等）、碳纤维预浸布（主要有：干法预浸布、湿法预浸布、单向预浸布、预浸带、无托布、有托布等）、碳纤维无纺布（非织造布、即碳纤维毡、碳毡、包括短切毡、连续毡、表面毡、针刺毡、缝合毡等）。

三、碳纤维布的性能检验

       碳纤维布有多种规格和品种，性能各异，耐热性、半导体性、导电性和耐药品性优良，机械性能则与所用碳丝及织造方法有关。目衡量高性能碳纤维布机械性能主要的指标是其强度、弹性模量和断裂伸长。随着采用粘贴碳纤维布技术进行加固的工程的增多，对此类工程施工质量的验收正在不断规范化，越来越多的业主单位也不再满足于施工单位提供的产品合格证书，常常要求对工程中所采用的碳纤维布及其配套树脂进行现场抽样检验。

       然而，碳纤维布的力学性能检测比其他低强度纤维材料困难许多，它对试样端部的夹持能力、纤维丝的均匀受力程度、试验机的对中性能均有很高的要求。

      微机控制电子万能试验机主要用于金属材料、复合材料等的拉伸、压缩、弯曲等的力学性能测试分析研究，具有应力、应变、位移三种闭环控制方式，可求出载荷、抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度、弹性模量、断裂延伸率、屈服强度等参数，可根据国家标准及ISO、JIS、ASTM、DIN等标准进行试验和提供数据。

       该设备主机为门式结构，中横梁采用高精度的导杆导向，具有很高的刚性和良好的线性运动特性。此外，可配置高低温环境箱或高温炉及相关工装夹具、变形测量等附件，几乎可以满足客户所有需求。机器配套的灵活易用的HST软件，使用户试验过程更加轻松。试验解决方案涵盖塑料、金属、汽车工业、建筑材料、纺织品、纸与纸板、食品和包装、复合材料等。

原创作者：济南方圆试验仪器有限公司