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原文传递一种碳纤维集束试样及其制备方法

专利名称：	一种碳纤维集束试样及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种碳纤维集束试样及其制备方法，采用对扣的两个半圆环形成约束环约束碳纤维集束，能够得到精确的体积密度和外形尺寸。该碳纤维集束试样包括：约束环和碳纤维集束；约束环包括：上约束环和下约束环；上约束环和下约束环为两个卡扣形式的半圆环，其对接后形成一个整圆，圆柱形的碳纤维集束约束在约束环内。制备该碳纤维集束试样时，先计算所需碳纤维的质量M，然后称取质量为M的待测碳纤维，轴向平行集束形成圆柱状的碳纤维集束；拉直碳纤维集束后，将上约束环和下约束环分别从碳纤维集束外圆周相对的两个方向扣接在一起形成约束环，将碳纤维集束约束在约束环内；最后对伸出约束环两端的碳纤维集束进行切边，得到碳纤维集束试样。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京市理化分析测试中心
发明人：	张裕祥;高峡;杨寅;李琴梅;刘伟丽;汪雨;赵新颖;汤庆峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910145061.X
公开号：	CN109855934A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	仇蕾安;杨志兵
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	100089 北京市海淀区西三环北路27号
主权项：	1.一种碳纤维集束试样，其特征在于，包括：约束环和碳纤维集束；所述约束环包括：上约束环(1)和下约束环(2)；所述上约束环(1)和下约束环(2)为两个卡扣形式的半圆环，其对接后形成一个整圆作为约束环，圆柱形的碳纤维集束约束在约束环内。 2.如权利要求1所述的碳纤维集束试样，其特征在于，所形成的约束环的轴向长度为1mm～6mm；所形成的约束环的内径为6mm～18mm，壁厚2mm～2.5mm。 3.如权利要求1所述的碳纤维集束试样，其特征在于，所述约束环的材料为热导率小于1W/(m·K)的高分子有机材料。 4.如权利要求3所述的碳纤维集束试样，其特征在于，所述约束环的材料为ABS塑料或尼龙。 5.如权利要求1所述的碳纤维集束试样，其特征在于，碳纤维在所述约束环内的体积填充率为50％～80％。 6.权利要求1～5任意一项碳纤维集束试样的制备方法，其特征在于：步骤一：计算达到设定体积填充率所需的待测碳纤维的质量M；步骤二：称取质量为M的待测碳纤维，轴向平行集束形成圆柱状的碳纤维集束；步骤三：拉直碳纤维集束；步骤四：将所述上约束环(1)和下约束环(2)分别从所述碳纤维集束外圆周相对的两个方向扣接在一起形成约束环，将所述碳纤维集束约束在所述约束环内；步骤五：对伸出约束环两端的碳纤维集束进行切边处理，得到碳纤维集束试样。 7.如权利要求6所述的碳纤维集束试样制备方法，其特征在于，所述步骤一中，达到设定体积填充率所需的待测碳纤维的质量M的计算方法为：选取一束长度为L、质量为m的碳纤维，根据待测碳纤维的比重ρ，由式(1)计算单根碳纤维的横截面积Sc：根据约束环的内径D由式(2)计算约束环内孔截面积Sy：设定体积填充率K，由式(3)得出体积填充率为K的碳纤维集束试样的横截面积S： S＝KSy (3) 由式(4)，得出S和Sc的比例系数：则达到体积填充率K所需待测碳纤维的质量M为： 8.如权利要求6所述的碳纤维集束试样制备方法，其特征在于，所述步骤四中，将所述上约束环(1)和下约束环(2)分别从所述碳纤维集束外圆周相对的两个方向扣接形成约束环时，通过上约束环定位部件对所述上约束环(1)进行夹紧定位，通过下约束环定位部件对所述下约束环(2)进行夹紧定位；所述上约束环定位部件包括：上约束环托架(3)、定位片B(4)和定位片D(5)；所述上约束环托架(3)一端为与所述上约束环(1)半径一致的半圆形结构，所述上约束环(1)放置在该半圆形结构圆弧面上，所述定位片B(4)和定位片D(5)分别通过紧固连接件安装在上约束环托架(3)半圆形结构两侧的端面上，将位于两者中间的所述上约束环(1)夹紧；所述下约束环定位部件的结构与所述上约束环定位部件的结构相同。 9.如权利要求6所述的碳纤维集束试样的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，先将碳纤维集束两端伸出于约束环部分剪短至设定长度；然后夹持住所述约束环，用刀具贴着所述约束环端部切掉伸出所述约束环的碳纤维集束；对所述碳纤维集束一端切边完成后，采用同样方法对所述约束环另一端碳纤维集束进行切边处理，由此形成与所述约束环厚度一致的碳纤维集束试样。
所属类别：	发明专利