T∕CSTM 00251-2020 碳纤维轴向平均线膨胀系数试验方法 顶杆示差法.docx
ICS59.100.20Q50
团体标准
T/CSTM00251-2020
碳纤维轴向平均线膨胀系数试验方法
顶杆示差法
Testmethodforaxialaveragecoefficientoflinearexpansionofcarbonfibersby
thepush-roddifferentialdilatometer
2020-07-24发布2020-10-24实施
中关村材料试验技术联盟发布
T/CSTM00251-2020
I
前言
本标准参照GB/T1.1—2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国材料与试验团体标准委员会复合材料领域委员会（FC09）提出。
本标准由中国材料与试验团体标准委员会复合材料领域委员会（FC09）归口。
T/CSTM00251-2020
1
碳纤维轴向平均线膨胀系数试验方法顶杆示差法
1范围
本标准规定了采用顶杆示差法测定碳纤维轴向平均线膨胀系数的方法，包含方法原理、试样、试验仪器、试验程序、系统校正参数测定、测试结果计算和试验报告等。
本标准适用于温度在20～900℃的粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、通用级沥青基碳纤维的轴向平均线膨胀系数的测试。其它有机、无机纤维或金属线材也可参照本方法。
本标准不适用于中间相沥青基碳纤维。
2规范性引用文件
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，仅所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/T2614镍铬-镍硅热电偶丝
GB/T10067.413实验用电阻炉
GB/T16839.1热电偶第1部分：电动势规范和允差
GB/T18374-2008增强材料术语及定义
3
JC/T597
JC/T2245YB/T5241
术语和定义
半导体用透明石英玻璃管石英玻璃纤维纱
低膨胀铁镍、铁镍钴合金
GB/T18374界定的以及以下术语和定义适用于本文件。
3.1
通用级沥青基碳纤维generalpurposepitch-basedcarbonfiber
由各向同性的沥青母体所制得的碳纤维。
3.2
上浆剂sizingagent
在纤维的生产过程中，施加于单丝上的某些化学制剂的混合物，也称上胶剂、浸润剂。
[GB/T18374-2008，定义2.16]
4方法原理
当碳纤维试样均匀受热并达到温度稳定，借助于同材质的载管和顶杆（或推管）构成的石英示差组
T/CSTM00251-2020
2
件，测量出碳纤维试样受热前后的温度变化及相对于推管的长度变化，根据顶杆示差法线膨胀系数计算公式，可求出目标温度区间内碳纤维试样的轴向平均线膨胀系数。推管将碳纤维试样长度的变化传递到传感器上，推管的形状和尺寸应保证将载荷作用到碳纤维试样上。
5试样
应是连续的碳纤维丝束，推荐长度为600mm～800mm，中间不应有断丝、粘连、打结等物理缺陷。
6试验仪器
6.1石英示差组件
6.1.1载管和推管
6.1.1．1纯度
载管和推管采用纯度不低于99.95%的同种石英玻璃制作。
6.1.1.2尺寸与外形
1）长度：推管长度应根据升降温装置的均温区位置、伸长计支架和载管长度进行设计，推荐推管长度比载管长100mm～150mm。
2）外径：推荐载管外径为18mm～20mm、壁厚2mm，载管内径与推管外径差宜小于3mm，并保证两者之间有间隙，推管可以自由滑动。
3）小孔：载管和推管的下端对称位置各设计有2个用于穿碳纤维的小孔，推荐孔尺寸为?2mm~?4mm，孔定位中心距载管和推管的下端面3mm～5mm。
6.1.1.3石英管
制作载管和推管的石英管应符合JC/T597要求。
6.1.1.4退火处理
未经退火的石英在800℃以上将产生粘性流变。因此，推荐按照下述工艺要求对载管和推管进行退火处理：
a)以100℃/h加热到1200℃;
b)在1200℃下保温2h；
c)以60℃/h冷却到1000℃;
d)以120℃/h冷却到600℃;
e)以200℃/h冷却到室温。
6.1.2伸长计支架
选用符合YB/T5241要求的铁镍钴4J32合金制作伸长计支架，伸长计支架在工作时间内膨胀变化应不超过±0.1μm/h。推荐采用图1所示的立式结构的石英示差组件。
T/CSTM00251