聚合物基纖維增強塑料復合材料檢測項目詳解

一、物理性能檢測

1. 密度與孔隙率

• 檢測方法：阿基米德排水法（ASTM D792）、氣體置換法（ASTM D3800）。
• 意義：密度影響材料輕量化設計；孔隙率過高會降低力學性能和耐久性。

2. 纖維含量與分布

• 檢測方法：酸解法（ASTM D3171）、熱解重量分析（TGA）。
• 標準：ASTM D2584（玻璃纖維含量）、ISO 14127（碳纖維含量）。
• 意義：纖維含量直接影響材料強度，分布均勻性決定各向異性表現。

二、力學性能檢測

1. 拉伸性能

• 檢測方法：萬能材料試驗機（ASTM D3039）。
• 關鍵參數：拉伸強度、彈性模量、斷裂伸長率。
• 應用：評估材料在軸向載荷下的承載能力。

2. 彎曲性能

• 檢測方法：三點彎曲試驗（ASTM D7264）。
• 意義：反映材料抗彎剛度和層間結合強度。

3. 壓縮性能

• 檢測方法：ASTM D6641（復合壓縮試驗）。
• 重點：檢測纖維屈曲和基體支撐能力。

4. 層間剪切強度（ILSS）

• 檢測方法：短梁剪切試驗（ASTM D2344）。
• 意義：評價纖維與基體界面結合質量。

5. 沖擊韌性

• 檢測方法：擺錘沖擊試驗（ISO 179）、落錘沖擊（ASTM D7136）。
• 應用：評估材料在動態載荷下的抗沖擊能力。

三、熱性能檢測

1. 玻璃化轉變溫度（Tg）

• 檢測方法：動態熱機械分析（DMA，ASTM D7028）、差示掃描量熱法（DSC）。
• 意義：反映材料耐熱性及高溫下性能穩定性。

2. 熱膨脹系數（CTE）

• 檢測方法：熱機械分析（TMA，ASTM E831）。
• 應用：指導復合材料與異質材料的熱匹配設計。

3. 熱導率

• 檢測方法：激光閃射法（ASTM E1461）。
• 適用場景：散熱要求高的電子器件或航空航天部件。

四、化學與環境耐久性檢測

1. 耐化學腐蝕性

• 檢測方法：浸泡試驗（ASTM D543）、質量變化率測試。
• 常見介質：酸、堿、鹽溶液、有機溶劑。

2. 濕熱老化

• 檢測方法：恒溫恒濕箱加速老化（ASTM D5229）。
• 評估指標：力學性能保留率、界面脫粘現象。

3. 紫外線老化

• 檢測方法：氙燈老化試驗（ASTM G155）。
• 意義：模擬戶外環境對材料顏色、表面性能的影響。

五、界面性能檢測

1. 纖維/基體界面結合強度

• 檢測方法：微脫粘試驗（Microdebonding）、單纖維斷裂試驗。
• 儀器：微力試驗機搭配光學顯微鏡。

2. 表面處理效果

• 檢測手段：掃描電鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）。
• 目的：分析纖維表面改性處理（如等離子體處理）的效果。

六、無損檢測（NDT）技術

1. 超聲波檢測（UT）

• 應用：檢測內部孔隙、分層缺陷（ASTM E2580）。
• 設備：脈沖反射式超聲探頭，C掃描成像。

2. X射線檢測

• 標準：ASTM E2737。
• 優勢：可視化內部裂紋、異物夾雜。

3. 紅外熱成像

• 原理：利用熱激勵檢測表面下缺陷（如脫粘、空洞）。

4. 聲發射監測（AE）

• 應用：實時監測材料在載荷下的損傷演化過程。

七、其他專項檢測

1. 阻燃性能

• 檢測方法：垂直燃燒試驗（UL94）、極限氧指數（LOI，ASTM D2863）。
• 應用領域：交通運輸、建筑防火材料。

2. 電性能

• 檢測項目：體積/表面電阻率（IEC 62631）、介電強度（ASTM D149）。
• 適用場景：電子封裝、絕緣材料。

• ASTM International, ISO Standards, GB/T 國家復合材料檢測標準
• 《復合材料測試與評價》（科學出版社）
• 《Polymer Composites: Characterization and Applications》（Wiley出版社）