以往眾所周知的碳纖維彈性模數(shù)測定方法,是使用高精度的儀器,記錄碳纖維張力和變形過程,繪成曲線表,按張力—變形公式,計算出彈性模數(shù),這樣做復雜、費時、花錢多,另外無法對松弛過程的纖維結(jié)構(gòu)進行分析。
俄羅斯試驗采用超聲波方法測定碳纖維(絲束)的彈性模數(shù),是測定纖維本身的物理數(shù)值,即纖維上彈性波的傳遞時間。原理是利用超聲波發(fā)射器,從纖維的一端無接觸地發(fā)出超聲波,由纖維另一端的超聲波接受傳感器接收信號,測定出超聲波在發(fā)射器至接收器之間傳遞的時間,推算工式:
發(fā)射器與接收器的距離
彈性模數(shù)=纖維密度×(————————————)2
超聲波基線經(jīng)過時間
用這種方法測定了三種聚丙烯腈基碳纖維絲束,無接觸,無損傷,測定所需絲束的最小長度是5cm,遠低于其他測定方法。測定結(jié)果與絲束的強力數(shù)值和拉伸數(shù)值無直接關(guān)系。這種方法既能測定初始碳纖維絲束的彈性模數(shù),又能測定復合材料中的絲束彈性模數(shù),可以間接測定絲束運動時的彈性性能,也可以測定制成絲束產(chǎn)品的局部結(jié)構(gòu)上的彈性模數(shù)。