使用DIC技術(shù)測(cè)量碳化硅SiC纖維束絲的力學(xué)性能—測(cè)試過(guò)程詳解

碳化硅（SiC）纖維束絲是一種高性能、高溫材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高溫穩(wěn)定性，在航空航天、能源、化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。為了更好地研究SiC纖維束絲的力學(xué)性能，需要進(jìn)行拉伸測(cè)試，以獲取其拉伸性能參數(shù)，如彈性模量、屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度等。

然而，傳統(tǒng)的拉伸測(cè)試方法對(duì)SiC纖維束絲的破壞和損傷較大，難以準(zhǔn)確測(cè)量其力學(xué)性能參數(shù)。近年來(lái)，隨著數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于材料力學(xué)性能測(cè)試中，特別是在纖維材料力學(xué)性能測(cè)試中，DIC技術(shù)可以準(zhǔn)確測(cè)量材料表面的形變和位移，實(shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)損傷的力學(xué)性能測(cè)試。

因此，本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將介紹DIC技術(shù)在SiC纖維束絲拉伸測(cè)試中的應(yīng)用。通過(guò)DIC技術(shù)對(duì)SiC纖維束絲進(jìn)行非接觸式力學(xué)性能測(cè)試，可以準(zhǔn)確測(cè)量其拉伸性能參數(shù)，并對(duì)SiC纖維束絲的微觀變形和破壞行為進(jìn)行分析，為進(jìn)一步優(yōu)化其力學(xué)性能提供理論依據(jù)。

一、測(cè)試目的

1、利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)碳化硅纖維(SiC)束絲進(jìn)行拉伸測(cè)試，獲取拉伸強(qiáng)度，彈性模量與斷裂點(diǎn)行程應(yīng)變。

2、利用 DIC 實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法測(cè)試 SiC 纖維絲材料樣件在單軸拉伸測(cè)試中的彈性模量。

二、測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

本文參考了《GB/T 34520.3-2017 連續(xù)碳化硅纖維測(cè)試方法 第3 部分: 線密度和密度》中關(guān)于《GBT1446-2005 纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則》的要求

二、測(cè)試儀器（碳化硅SiC 纖維束絲拉伸測(cè)試）

1、儀器和夾具

A、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

B、氣動(dòng)夾具

C、VIC-2D Gauge 視頻引伸計(jì)

VIC-2D Gauge 系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程主要分為四個(gè)步驟:

散斑制作:在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要在被測(cè)的纖維絲樣件表面制作黑白分明的散斑;硬件設(shè)置:合理架設(shè)、并調(diào)整好相機(jī)系統(tǒng)，;

軟件設(shè)置:設(shè)置系統(tǒng)采集參數(shù)，包括采樣幀率、曝光時(shí)間、圖像分辨率，Gauge 點(diǎn)的添加，引伸計(jì)的添加;

數(shù)據(jù)計(jì)算:試驗(yàn)機(jī)與視頻引伸計(jì)同步測(cè)量，并計(jì)算輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2、試驗(yàn)條件

A、試驗(yàn)溫度:室溫20°C左右

B、載荷傳感器:5KN (0.5 級(jí))

C、試驗(yàn)夾具:1KN氣動(dòng)夾具

D、試驗(yàn)速率:5mm/min

3、樣品前準(zhǔn)備

試樣為已制備完成的碳化硅(Si) 束絲拉伸試樣，截面積為 0.12 mm2，標(biāo)距 150 mm，束絲截面積為0.12mm2，無(wú)需后續(xù)處理。

夾具選用1KN 氣動(dòng)雙推夾具，上下夾具分別夾住碳化硅纖維束絲的保護(hù)片部位，隨后開(kāi)始試驗(yàn)。

三、測(cè)試流程

1、根據(jù)《GB/T 34520.3-2017 連續(xù)碳化硅纖維測(cè)試方法第3 部分: 線密度和密度》中關(guān)于《GB/T 1446-2005纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則》中測(cè)試要求，設(shè)定預(yù)加載為 10 N，隨后開(kāi)始以5 mm/min 速度加載直到碳化硅束絲試樣拉斷，測(cè)試結(jié)束，記錄測(cè)得的彈性模量，斷裂點(diǎn)載荷與最大應(yīng)力。

2、本次試驗(yàn)使用 VIC-2D Gauge 模塊對(duì)纖維絲樣件拉伸過(guò)程進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)查看樣件應(yīng)變趨勢(shì)曲線;

3、試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)機(jī)位移控制，單向拉伸樣件直至樣件斷裂，并記錄拉伸過(guò)程應(yīng)力數(shù)據(jù)。8um 直徑纖維測(cè)試兩次，11um 直徑纖維絲測(cè)試兩次;

【小總結(jié)：綜上所述，使用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，配合使用1KN氣動(dòng)拉伸夾具和VIC-2D Gauge 視頻引伸計(jì)能夠?qū)?yīng)碳化硅(SiC)纖維束絲拉伸測(cè)試的要求，獲取應(yīng)力·應(yīng)變曲線和所需的彈性模量，拉伸強(qiáng)度，斷裂點(diǎn)行程應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)，應(yīng)用在碳化硅材料的研究與發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用?！?/p>

以上就是小編介紹的DIC技術(shù)對(duì)碳化硅SiC 纖維束絲拉伸測(cè)試內(nèi)容，希望可以給大家?guī)?lái)幫助！如果您還想了解更多關(guān)于碳化硅SiC 纖維束絲的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)性能和用途、制備方法和束絲sic纖維增強(qiáng)鋁復(fù)合材料界面tem研究等問(wèn)題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答！

審核編輯 黃宇