圓派科學儀器（上海）有限公司
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閱讀：143發(fā)布時間：2025-1-14
增強型纖維材料的樣品制備
增強型纖維材料中我們最熟悉的莫過于碳纖維了，此外，碳化硅纖維和玻璃纖維也是我們所熟知的應(yīng)用較廣的纖維材料。
本次分享將與大家分別探討碳纖維、碳化硅纖維、玻璃纖維的樣品制備那些事。
碳纖維樣品
碳釬維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的新型纖維材料，已經(jīng)普遍應(yīng)用在汽車、航空航天、醫(yī)療、國防及民用工業(yè)等眾多領(lǐng)域，因為其具有軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好，良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等等優(yōu)良性能，碳化硅被譽為“黑色黃金”。
|制備方案|
以碳纖維板為例，樣品的取樣切割通常選用精密切割機，選擇高速還是低速根據(jù)樣品的厚度，搭配金剛石切割片，切割效率高，表面質(zhì)量好。
切割成可鑲嵌試樣后，為了便于后續(xù)的研磨/拋光，通常選擇冷鑲嵌保護樣品，并制成統(tǒng)一尺寸試樣便于自動磨拋，鑲嵌過程可選配真空澆注系統(tǒng)提高樹脂的滲透、保邊性，同時消除樹脂中的氣泡。
常規(guī)碳纖維樣品的研磨選用常規(guī)碳化硅砂紙即可（碳纖維增強陶瓷基復合材料需金剛石磨盤），研磨產(chǎn)生的損傷/碎邊可通過拋光布搭配金剛石拋光液拋光去除，在粗拋/中拋時為保證纖維束與粘結(jié)劑之間的平整性，優(yōu)先選擇中等或細線束編織拋光布。
推薦如下可參考工藝：
碳化硅纖維樣品
碳化硅纖維是一種以碳和硅為主要成分的高性能陶瓷材料，從形態(tài)上分為晶須和連續(xù)碳化硅纖維，具有高溫耐氧化性、高硬度、高強度、高熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和密度小等優(yōu)點。與碳纖維相比，在條件下，碳化硅纖維能夠保持良好的性能。由于其具有良好的性能，在航空航天、裝備等高科技領(lǐng)域備受關(guān)注，常用作耐高溫材料和增強材料。用做增強材料時，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強金屬和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機的剎車片、發(fā)動機葉片、著陸齒輪箱和機身結(jié)構(gòu)材料等。
|制備方案|
碳化硅纖維的切割同樣選擇精密切割機搭配金剛石刀片，但在研磨時，因碳化硅本身高的硬度，普通碳化硅砂紙已經(jīng)滿足不了要求，需要選擇專用于硬質(zhì)材料的金剛石磨盤，拋光時同樣以金剛石懸浮液作為拋光介質(zhì)。
推薦如下可參考工藝：
碳化硅纖維截面邊緣在研磨時易碎裂，通過3µm較長時間的拋光能得到完整的邊界，當金屬基纖維增強材料在1µm終拋時可將拋光布更換為絨毛布。如需進行EBSD分析，終拋結(jié)束后進行振動拋光即可。
玻璃纖維樣品
玻璃纖維(Fibreglass)，是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。
|制備方案|
因為玻璃纖維性脆，以上圖中的玻纖條為例，切割時控制好夾持力度和進給速率，同時選用LC型的刀片，防止切割開裂，研磨選用金剛石磨盤。
推薦如下可參考工藝：
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