聚合物復合材料性能及測試標準

1、聚合物復合材料性能解釋以及測試標準指南1．1 拉伸性能拉伸性能包括拉伸強度，彈性模量、泊松比、斷裂伸長率等。對于如高壓容器、高壓管、葉片等產品，必須要測出聚合物復合材料的拉伸性能，才能進行產品設計及檢驗。對于不同的聚合物復合材料，拉伸性能試驗方法是不同。對于普通的，用國標 GB/T1447進行測試；對于纏繞成型的，用國標 GB/T1458 進行測試；對于定向纖維增強的，用國標GB/T33541 進行測試；對于拉擠成型的，用國標 GB/T

2、13096-1 進行測試。使用最多的是GB/T1447。國標 GB/T1447，對于不同成型工藝復合材料，又規(guī)定不同形狀的拉伸試樣，有帶 R型、直條型及啞鈴型。使用拉伸試驗機或萬能試驗按規(guī)定的加載速度對試樣施加拉伸載荷直到試樣破壞。用破壞載荷除以試樣橫截面面積則為拉伸強度。從測出的應力----應變曲線的直線段的斜率則為彈性模量，試樣橫向應變與縱向應變比為泊松比。破壞時的應變稱為斷裂伸長率。單位面積上的力，稱為應力，通常用 MPa（兆帕）

3、表示，1MPa 相當于 1N/mm2 的應力。應變是單位長度的伸長量，是沒有量剛（單位）的。不同的現(xiàn)代復合材料其拉伸性能大不一樣，以玻璃纖維增強的玻璃鋼為例：1：1 玻璃鋼，拉伸強度為（200-250）MPa，彈性模量為（10-16）GPa；4：1 玻璃鋼，拉伸強度為（250-350）MPa，彈性模量為（15-22）GPa；單向纖維的玻璃鋼（如纏繞），拉伸強度大于 800MPa，彈性模量大于 24GPa；SMC 材料，拉伸強度為（40-

4、80）MPa，彈性模量為（5-8）GPa；DMC 材料，拉伸強度為（20-60）MPa，彈性模量為（4-6）GPa。1. 2 彎曲性能一般產品普遍存在彎曲載荷，彎曲性能是很重要的，同時，往往用彎曲性能來進行原材料，成型工藝參數(shù)，產品使用條件因素等的選擇。彎曲性能，一般采用國標 GB/T1449 進行測試；對于拉擠材料，用國標 GB/T13096.2 進存在三種剪切性能，為面內剪切，層間剪切和斷紋剪切。如工字梁腹板，在工字梁承受彎曲時，腹

5、板就是承受面內剪切。對于面內剪切性能，用國標 GB/T3355 進行測試。該方法用 45°方向的拉伸試驗測出復合材料縱橫剪切性能，包括剪切強度和剪切模量。試驗方法與普通拉伸性能一樣，僅要測出縱向和橫向變形，如同拉伸試驗測泊松比一樣。計算公式不一樣，計算結果是縱橫剪切強度和模量。對于層間剪切性能，有兩個測試方法：①國標 GB/T1450.1；②國標 GB/T3357。方法①要求試樣較厚為 15mm，要特制試樣，往往與產品實際情況

6、有別差。方法②可以按產品實際厚度取樣，較方便，但對于較接近各向同性，或層間剪切強度較大的，唯以測準。方法①②僅只能側出層間強度。要測出層間剪切模量可以參考 GB/T1456 的原理進行測試，已有大量試驗說明，此原理可以測出復合材料的的層間剪切模量。對于拉擠材料，可以用 GB/T13096.3 和 13096.4 測出剪切強度。用國標 B/T1450.2 測出來的是復合材料斷紋剪切強度。縱橫剪切強度為（40-80）MPa，縱橫剪切模量為（

7、2-4）MPa；層間剪切強度為（10-50）MPa，剪切模量為（0.2-2）GPa；斷紋剪切強度為（80-100）MPa。1. 7 沖擊性能當產品經受動載荷時、需要材料的沖擊強度(韌性)性能指標,沖擊強度高低也說明材料的韌性性能,是選材的性能指標之一。沖擊強度用國標 GB/T1451 進行測試。國標規(guī)定標準試樣尺寸，當試樣尺寸，特別是試樣厚度小于標準尺寸時，測出來的沖擊強度要偏小。沖擊強度除與材料品種、性能有關外，還與試樣厚度有關，一般