增強(qiáng)型纖維材料的樣品制備

增強(qiáng)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(qiáng)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?yàn)槠渚哂休S向強(qiáng)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(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等等優(yōu)良性能，碳化硅被譽(yù)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(jī)，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(hù)樣品，并制成統(tǒng)一尺寸試樣便于自動(dòng)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(shí)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(qiáng)陶瓷基復(fù)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(shí)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(xì)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(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和密度小等優(yōu)點(diǎn)。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(qiáng)材料。用做增強(qiáng)材料時(shí)，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強(qiáng)金屬和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)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(jī)搭配金剛石刀片，但在研磨時(shí)，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(shí)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(shí)易碎裂，通過3µm較長時(shí)間的拋光能得到完整的邊界，當(dāng)金屬基纖維增強(qiáng)材料在1µm終拋時(shí)可將拋光布更換為絨毛布。如需進(jìn)行EBSD分析，終拋結(jié)束后進(jìn)行振動(dòng)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(jī)非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好、機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。

|制備方案|

因?yàn)椴ＡЮw維性脆，以上圖中的玻纖條為例，切割時(shí)控制好夾持力度和進(jìn)給速率，同時(shí)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：