CSTM-天平压伸法测试单根纤维拉伸性能-试验验证报告

《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)strainE(GPa)5.180.00059135754.885.840.02000.000364964235.210.370.00059135754.8171.850.04330.000790146217.515.660.00059135754.8259.520.07030.001283212202.221.260.00059135754.8352.320.08720.001591241221.425.850.00059135754.8428.390.11360.002072993206.730.340.00059135754.8502.800.12450.002271898221.333.480.00059135754.8554.83-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0.00070686mm2，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)strainE(GPa)5.360.000706865074.310.96530.019313.8510.050.0007068650139.331.92560.038513.6214.900.0007068650206.582.78940.055793.7020.230.0007068650280.473.59880.071983.9024.930.0007068650345.634.50920.090183.8326.350.0007068650365.32-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0.00003848mm2，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)strainE(GPa)4.250.00003848801082.250.20790.002599416.49.680.00003848802464.990.46590.005824423.213.890.00003848803537.060.70090.008761403.719.850.00003848805054.770.98890.012362408.924.620.00003848806269.441.31330.016416381.9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银丝铂银丝1铂银丝21155.39217.50304.75154.82200.002150.13215.49303.53147.54203.273146.55202.24280.55147.27199.104151.61221.41288.06151.38180.725148.51206.65282.23154.31201.756——284.96146.12208.197——280.49155.67203.88平均值150.44212.66289.22151.01199.56标准差3.347.9510.534.028.82离散系数2.2%3.7%3.6%2.7%4.4%图2.1纤维尺寸测量图2.2铂金丝应力应变曲线图2.3铂铱丝应力应变曲线图2.4铂铱钨银丝应力应变曲线图2.5铂银丝1应力应变曲线图2.6铂银丝2应力应变曲线该组验证试验选择了多种金属纤维验证模量测试稳定性，离散系数最大4.4%，最小2.2%，表示该方法和测试装置的稳定性和重复性较好。总结通过对多种纤维材料的弹性模量和强度测