ICS 83.120 Q 23 中华人民共和国国家标准 GB/T3362—2017 代替GB/T3362—2005 碳纤维复丝拉伸性能试验方法 Test methods for tensile properties of carbon fiber multifilament 2018-09-01实施 2017-10-14 发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 3362—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T3362—2005《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》，与GB/T3362—2005相比主要技 术内容变化如下： 修改了碳纤维复丝的限定要求，由1K～12K改为1K24K（见第1章，2005年版的 第1章)； 删除了原理一章（见2005年版的第4章）； 一增加了试验机自动记录载荷-位移曲线的要求（见4.1）； 增加了推荐夹具的种类（见4.3）； 修改了加强片宽度，由20mm改为10mm~20mm（见5.1.2，2005年版的6.1.2）； 修改了试样加强片的类型和厚度，删除了金属板加强片，规定6K以下碳纤维复丝试样用 0.2mm~0.5mm厚的纸片或纸板；6K及以上碳纤维复丝试样用0.3mm~1.0mm厚的纸 片或纸板（见5.2.4，2005年版的6.2.4）； 修改了6K及以上碳纤维复丝试样加强片的粘贴方法[见5.2.4，2005年版的6.2.4和图1b)]； 修改了仲裁试验加载速率，由2mm/min改为10mm/min（见6.2.2005年版的7.2）； 增加了试验步骤中引伸计的装载和卸载（见7.5和7.6）； 增加了弹性模量测量时应变取值范围的对应关系（见表1）； 修改了拉伸弹性模量的计算公式（见8.2，2005年版的9.2）； 修改了断裂伸长率的计算方法（见8.3，2005年版的9.3）； 一增加了浸渍胶液可室温固化的树脂体系（见附录A，2005年版的附录A）； 删去碳纤维复丝密度的测定方法，直接引用GB/T30019（2005年版的附录C）。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会（SAC/TC39)归口。 本标准起草单位：中国航发北京航空材料研究院、中航复合材料有限责任公司、北京化工大学。 本标准主要起草人：王岭、崔郁、刘俊先、翟全胜、叶宏军、彭公秋、张为芹。 本标准所代替标准历次版本发布情况为： GB/T33621982、GB/T3362—2005。 1 GB/T 3362—2017 碳纤维复丝拉伸性能试验方法 1范围 本标准规定了碳纤维复丝拉伸性能试验方法的仪器和设备、试样、试验条件、试验步骤、试验结果计 算和试验报告 本标准适用于1K～24K碳纤维复丝浸胶固化后拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率的测定 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T30019碳纤维密度的测定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 multifilament 复丝 长丝的一种，由多孔喷丝板纺出细丝或并合而成的有捻或无丝束。 4 仪器和设备 4.1 试验机：应符合GB/T1446的规定，并能自动记录载荷-位移曲线 4.2引伸计：引伸计的重量不影响测量精度，其测量精度应符合GB/T1446的规定。 4.3夹具：与试验机相连时，应确保试样受拉时对中；夹具应适合于夹持纸质加强片的试样，宜采用气 动夹具。 4.4烘箱：温度满足试样固化要求，控温精度不低于土2℃。 5试样 5.1试样数量、形状及尺寸S4C 5.1.1每组试验测10个试样。每组测试有效试样应不少于6个。 5.1.2 试样形状及尺寸如图1所示。 1 GB/T 3362—2017 单位为毫米 60 150 60 说明： 1——碳纤维复丝； 2——加强片。 图1试样的形状及尺寸示意图 5.2试样制备 5.2.1试样由碳纤维复丝浸渍环氧树脂胶液制成，树脂胶液的配方参见附录A。 5.2.2碳纤维复丝可用手工法或机器法浸胶，手工法浸胶参见附录A。 5.2.3碳纤维复丝浸胶固化后，按试样尺寸裁剪。试样应浸胶均匀、光滑、平直、无缺陷。复丝浸胶制 成的试样，树脂含量应控制在35%～50%的范围内 5.2.4用纸片或纸板作为加强片粘结在试样两端。对6K以下的碳纤维复丝试样，可选用0.2mm~ 0.5mm厚的纸片或纸板；6K及以上碳纤维复丝试样，可选用0.3mm~1.0mm厚的纸片或纸板。可 用室温固化的环氧类胶粘剂粘贴加强片。 6试验条件 6.1试验环境应符合GB/T1446中的规定。 6.2 2加载速率为1mm/min~20mm/min。仲裁试验加载速率为10mm/min。 7试验步骤 7.1按5.2.3的规定检查试样外观。 7.2设置试验机测量模式、参数，可在1mm/min20mm/min范围内选择试验机加载速率；设置数据 采集和记录模式、参数。检查并调整设备，确保系统处于正常工作状态。 7.3装夹试样，使复丝与上下夹头的加载轴线重合 7.4对试样施加初始载荷（约为破坏载荷的5%），检查并调整试样 7.5测试拉伸弹性模量时，在试样上装载引伸计，接触式卡口不应对试样造成损伤。 7.6启动试验机和数据采集设备，当试样应变达到表1应变取值范围上限时，卸载引伸计，卸载时不应 对试样造成损伤，测试试样直至破坏。记录破坏载荷（或最大载荷），以及试样的破坏形式。若试样破坏 出现以下情况应判定无效： a）试样部分断裂； b）试样在加强片处拔出； c）试样破坏在夹具内或试样断裂处离夹紧处的距离小于10mm。 7.7同批有效试样不足6个时，应重新进行试验。 2 GB/T3362—2017 表1弹性模量测量时应变取值范围 复丝断裂伸长率（e）典型值 应变取值范围（e1~e2) e≥1.2% 0.1%~0.6% 0.6%≤<1.2% 0.1%~0.3% 0.3%≤<0.6% 0.05%~0.15% 8试验结果计算 拉伸强度 8.1 拉伸强度按式(1)计算： P .(1) Ar 式中： at 拉伸强度，单位为兆帕（MPa）； P 破坏载荷，单位为牛顿（N)； Ar 碳纤维复丝截面积，单位为平方毫米（mm），按式（2）计算： t Ar = ...(2 ) Pf 式中： 复丝的线密度，按附录B测定，单位为克每米（g/m）； 复丝的密度，按GB/T30019测定，单位为克每立方厘米（g/cm）。 8.2拉伸弹性模量 拉伸弹性模量按式（3)计算： 02—01 Et= X 10-3 ..(3) E2—E1 式中： 拉伸弹性模量，单位为吉帕（GPa）； 弹性模量测量时应变取值范围的应变下限，%，取值见表1； E1 E2 弹性模量测量时应变取值范围的应变上限，%，取值见表1； 一应力-应变曲线上ε对应的应力，单位为兆帕（MPa），按式（4)计算： 应力-应变曲线上ε，对应的应力，单位为兆帕（MPa），按式（5)计算： 02 0= .(4) Ar 式中： P1——应力-应变曲线上ei对应的载荷，单位为牛顿(N)； Ar一一碳纤维复丝截面积，单位为平方毫米（mm）； P2 02= .(5) A, 3