碳基復合材料檢測項目與技術綜述

一、物理性能檢測

1. • 目的：評估材料致密性，孔隙率直接影響力學性能和耐腐蝕性。
   • 方法：阿基米德排水法（ASTM D792）、氣體置換法（GB/T 3365）；孔隙率可通過金相顯微鏡或X射線斷層掃描（CT）分析。
2. • 目的：確定碳纖維與基體的比例，直接影響材料強度與熱導率。
   • 方法：酸解法（ASTM D3171）、熱重分析法（TGA）結合樹脂燒蝕。
3. • 方法：激光共聚焦顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）觀測表面缺陷。

二、力學性能檢測

1. • 拉伸性能：測定拉伸強度、模量（ASTM D3039）；
   • 壓縮性能：評估抗壓強度（ASTM D6641）；
   • 彎曲性能：三點/四點彎曲試驗（ASTM D7264）；
   • 層間剪切強度：短梁剪切法（ASTM D2344）。
2. • 沖擊韌性：擺錘沖擊試驗（ISO 179）；
   • 疲勞性能：高頻循環載荷下的壽命測試（ASTM D3479）。
3. • 纖維/基體界面強度：通過單絲拔出試驗或微脫粘法量化結合力。

三、熱性能檢測

1. • 方法：熱機械分析儀（TMA）測定材料在高溫下的尺寸穩定性。
2. • 方法：激光閃射法（ASTM E1461）、穩態熱流法（ASTM C177）。
3. • 高溫氧化試驗：在氧化氣氛中加熱至1000℃以上，評估質量損失率（GB/T 3007）；
   • 電弧風洞測試：模擬超高速氣流下的燒蝕性能（適用于航天器熱防護材料）。

四、化學性能檢測

1. • 方法：X射線熒光光譜（XRF）、電感耦合等離子體（ICP）。
2. • 方法：拉曼光譜（D峰與G峰強度比）、X射線衍射（XRD）分析晶體結構。
3. • 鹽霧試驗（ASTM B117）、酸堿溶液浸泡后強度保留率測定。

五、微觀結構分析

1. • 方法：掃描電鏡（SEM）觀察纖維排布、界面結合；透射電鏡（TEM）分析納米級結構。
2. • 內部裂紋/孔隙：工業CT無損檢測（分辨率達微米級）；
   • 分層與脫粘：超聲C掃描（ASTM E2580）。

六、功能特性檢測

1. • 方法：四探針法測試電阻率（GB/T 3048.2）；熱盤法測定導熱系數。
2. • 標準：ASTM D4935，評估材料在特定頻段的電磁波吸收能力。

七、環境適應性測試

1. 濕熱老化：模擬濕熱環境（溫度85℃、濕度85%）下力學性能變化；
2. 紫外老化：評估長期光照后的表面性能退化；
3. 高低溫循環：驗證材料在極端溫度交替下的可靠性（參照GJB 150.5）。

八、特殊應用針對性檢測

• 航天領域：真空出氣性能（ASTM E595）、原子氧侵蝕試驗；
• 核工業：中子輻照后力學性能變化測定；
• 生物醫療：生物相容性檢測（ISO 10993）。

總結