CSTM-天平压伸法测试单根纤维拉伸性能-试验验证报告.docx

《天平压伸法测试单根纤维拉伸性能》团体标准

试验验证报告

（报批稿）

标准起草工作组

2021年07月

为了对新制定的标准进行试验方法验证，项目组进行了全面地试验验证工作，对该测试方法的适用性，相同条件下同种材料的稳定性、技术要素选择、多种材料的普适性等方面进行了单丝纤维弹性模量和拉伸强度测试的实验室内部比对以及实验室之间比对。实验室内部比对验证了方法的重复性，结果重现性好，实验室之间的比对验证了方法的可操作性，说明该方法原理简单、准确可靠、具备实际操作性。

试验中验证所用样品由某科研院所提供，有金属纤维、碳化硅纤维以及生物纤维等。

验证本技术适用性：

采用本标准测试方法对不同类型材料进行测试。

试验一

试验样品：铂铱丝

试验结果：试样的宽度为0.077mm，厚度为0.0077mm，以大约5g的载荷递增加载，并记录相应的尺寸。

表1.1铂铱丝弹性模量测试数据

P(g)

A(mm2)

L(mm)

dS(Mpa)

DL(mm)

strain

E(GPa)

5.18

0.000591357

54.8

85.84

0.0200

0.000364964

235.2

10.37

0.000591357

54.8

171.85

0.0433

0.000790146

217.5

15.66

0.000591357

54.8

259.52

0.0703

0.001283212

202.2

21.26

0.000591357

54.8

352.32

0.0872

0.001591241

221.4

25.85

0.000591357

54.8

428.39

0.1136

0.002072993

206.7

30.34

0.000591357

54.8

502.80

0.1245

0.002271898

221.3

33.48

0.000591357

54.8

554.83

-

断裂

-

平均值

217.4

计算得到铂铱丝的弹性模量为217.4GPa。拉伸强度为554.83MPa。

试验二

试验样品：生物纤维

试验结果：试样截面直径30μm，横截面积为0m2，以大约5g的载荷递增加载，并记录相应的尺寸。

表1.2生物纤维弹性模量测试数据

P(g)

A(mm2)

L(mm)

dS(MPa)

DL(mm)

strain

E(GPa)

5.36

0

50

74.31

0.9653

0.01931

3.85

10.05

0

50

139.33

1.9256

0.03851

3.62

14.90

0

50

206.58

2.7894

0.05579

3.70

20.23

0

50

280.47

3.5988

0.07198

3.90

24.93

0

50

345.63

4.5092

0.09018

3.83

26.35

0

50

365.32

-

断裂

-

平均值

3.78

计算得到生物纤维的弹性模量为3.78GPa，拉伸强度为365.32MPa。

试验三

试验样品：碳化硅纤维

试验结果：试样截面直径7μm，横截面积为0m2，以大约4g的载荷递增加载，并记录相应的尺寸。

表1.3碳化硅纤维弹性模量测试数据

P(g)

A(mm2)

L(mm)

dS(MPa)

DL(mm)

strain

E(GPa)

4.25

0

80

1082.25

0.2079

0.002599

416.4

9.68

0

80

2464.99

0.4659

0.005824

423.2

13.89

0

80

3537.06

0.7009

0.008761

403.7

19.85

0

80

5054.77

0.9889

0.012362

408.9

24.62

0

80

6269.44

1.3133

0.016416

381.9

平均值

406.8

计算得到碳化硅纤维的弹性模量为406.8GPa。

验证测试方法的稳定性、技术要素选择

为了对新制定的标准进行试验方法验证，项目组进行了试验验证工作，对相同条件下同种材料的稳定性、多种材料的适用性等方面进行了验证试验。

2.1测试结果稳定性

选用铂银、铂金、铂铱钨银等金属纤维进行结果稳定性验证试验。每种试样选用三组样品，分别编号为1#、2#、3#，每组包含4-7个样品，测试结果如表1所示，每组测试的应力应变曲线如图2.2-图2.6。

表2.1金属丝弹性模量测试结果

单位：GPa

铂金丝

铂铱丝

铂铱钨