TCSTM00818—2022三维机织碳纤维预制体增强树脂基复合材料纤维体积含量的测定.docxVIP

ICS83.120

CCSQ23

团体标准

T/CSTM00818—2022

三维机织碳纤维预制体增强树脂基复合材料纤维体积含量的测定

Threedimensionalwovencarbonfiberpreformreinforcedresinmatrixcomposites—Determinationoffibervolumecontent

2022-12-27发布 2023-03-27实施

中关村材料试验技术联盟 发布

T/CSTM00818—2022

前言

本文件参照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国材料与试验标准化委员会建筑材料标准化领域委员会（CSTM/FC03）提出。

本文件由中国材料与试验标准化委员会建筑材料领域纤维增强复合材料标准化技术委员会

（CSTM/FC03/TC11）归口。

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三维机织碳纤维预制体增强树脂基复合材料纤维体积含量的测定

范围

本文件规定了三维机织碳纤维预制体增强树脂基复合材料（以下简称“复合材料）纤维体积含量测定的术语和定义、原理、试样制备、仪器和材料、试验步骤、复合材料纤维体积含量计算及判定和试验报告等。

本文件适用于以聚合物为基体，三维机织碳纤维预制体（以下简称“预制体”）为增强材料的复合材料。

规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T7690.1增强材料纱线试验方法第1部分：线密度的测定

GB/T40724碳纤维及其复合材料术语

GB/T41063—2021玻璃纤维密度的测定

术语和定义

GB/T40724界定的术语和定义适用于本文件。

原理

根据波义耳定律，密闭气体体积的降低与压力的增加成正比。惰性气体在室温下具有理想气体的性质，通过对两个已知体积的仓室通入惰性气体，进行两个压力的精密测量，根据气体压力的变化来确定样品的体积，从而得到复合材料、碳纤维、树脂浇铸体的密度。

假设复合材料中的碳纤维全部被树脂浸渍和填充，则有Vf+Vr=1,复合材料的质量等于碳纤维的质量加上树脂的质量，由此导出纤维在复合材料中的体积含量仅与复合材料、碳纤维和树脂的密度相关。通过使用真密度仪测定复合材料、碳纤维和树脂浇铸体的密度，测得纤维在复合材料中的体积含量。

注：Vf——纤维体积含量，Vr——树脂体积含量。

试样制备

碳纤维

在碳纤维丝束卷装上每隔5m取约70g作为1个试样，试样数量至少为3个。经有机溶剂萃取去除上浆剂并烘干后放入干燥器中备用。

树脂浇铸体

取与被测复合材料相同的树脂制作树脂浇铸体试样，按树脂的固化条件进行固化处理。制作树脂浇铸体时，应采取抽真空等措施，尽量减少树脂浇铸体内部的气泡。推荐树脂浇铸体试样尺寸为60mm×40mm×40mm，试样数量至少为3个。

复合材料

在复合材料上有代表性的部位或按特定要求的部位切取无明显肉眼可见缺陷的试样，推荐试样尺寸不小于60mm×40mm×原厚度，应在其长度和宽度方向上至少包括两个单胞尺寸，试样数量至少为3个。用有机溶剂去除表面油污或污渍。

试样状态调节

试验前，试样应在温度23℃±2℃，相对湿度50%±10%的标准环境条件下放置至少24h。其他条件可由利益相关方商定，并应在报告中注明。

仪器和材料

分析天平

最小分度值为0.1mg。

真密度仪

符合GB/T41063的规定。

恒温水浴

带有水循环功能，能使温度保持在23℃±0.5℃。

气体

高纯氮气（纯度≥99.99%）或高纯氦气（纯度≥99.99%）。

试验步骤

碳纤维密度测定

按GB/T41063—2021方法A的规定，测试3个试样，取平均值，记为ρf。

树脂浇铸体和复合材料密度测定

取一个树脂浇铸体或复合材料试样于分析天平（6.1）上称取其质量，精确至0.1mg，然后放入真密度仪（6.2）的样品仓中，将质量数据输入真密度仪。

将样品仓放入真密度仪并将样品仓密封，调节恒温水浴（6.3）使样品仓的温度保持在23℃±0.5℃。通入气体（6.4）多次脉冲吹扫以去除样品仓和附加仓中的空气。

按真密度仪操作程序测量树脂浇铸体或复合材料试样的密度。

重复7.2.1~7.2.3直至完成至少3个树脂浇铸体试样和3个复合材料