納米纖維張力儀

  由北京時代集團(tuán)制造的JQN04C型納米纖維張力儀是國內(nèi)目前唯一能夠豪牛力的拉力試驗機(jī)。試驗機(jī)采用機(jī)械力學(xué)和形態(tài)光學(xué)同步分析方法測量纖維拉伸過程中的物理變化，突破了傳統(tǒng)單纖維強(qiáng)力儀YG00X只測量力學(xué)性能的不足，能得到更可靠測試結(jié)果。

  試驗機(jī)能夠滿足的限位對象范圍廣泛，能夠測量點纖維力學(xué)特征指標(biāo)豐富?？蓽y量微米級和亞微米級纖維（包括納米復(fù)合纖維）強(qiáng)力特征?？筛鶕?jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線計算彈性模量、拉伸功、斷裂應(yīng)力、斷裂應(yīng)變、拉伸回復(fù)比等指標(biāo)?？稍O(shè)定應(yīng)力或伸長恒定，測量纖維屈服蠕變性能。

  （1）納米纖維張力儀的主要技術(shù)指標(biāo) a）纖維隔距長度最小可為1mm，最大伸長度200mm  b）纖維拉伸速度（30~150）mm/min  c）力值精度0.001mN，圖像分辨率為24像素/微米，適用于亞微米纖維及彈性纖維測量。

  （2）張力儀工作原來與結(jié)構(gòu) 試驗機(jī)采用垂直拉伸方式，利用機(jī)械力學(xué)和形態(tài)光學(xué)同步分析測量纖維拉伸過程中的物理變化，精密懸臂式微力測量裝置和長焦距高倍光學(xué)系統(tǒng)使得拉伸納米纖維變得可能。儀器分拉伸部分和形態(tài)光學(xué)測量部分，精密拉伸部分保證了拉伸平穩(wěn)準(zhǔn)確，長焦距顯微光學(xué)測量拉伸形態(tài)變化能夠精確獲取。

  納米纖維由于纖維非常微小裝樣較為困難，可采用模版法輔助制樣。試驗時先把納米纖維黏貼在矩形模版上，后再把模版裝入兩個夾頭，沿虛線剪開模版，，進(jìn)行拉伸測試。拉伸在密閉的空氣環(huán)境中進(jìn)行，減小空氣震動對試驗的不利影響。試驗拉伸過程由顯微系統(tǒng)監(jiān)控并測試。

  （3）制造和檢驗依據(jù) 納米纖維張力儀屬于纖維拉伸性能分析類儀器，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造檢驗，如BS EN ISO5079: 1996 Textiles. Fibres. Determination of breaking force and elongation at break of individual fibres和 GB/T 9997-1998化學(xué)纖維單纖維斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長的測定。同時由于檢測對象為納米纖維，因此對力測量精度有更高要求，一般要求達(dá)到微牛級。形態(tài)測量精度必須在10像素/微米以上。

  （4）常見故障，調(diào)試、修理、改造方法  納米纖維的拉伸性能的測試，對于力學(xué)和形變測量要求極高，正式測量前必須對力值量和形變量進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)。環(huán)境和電機(jī)造成的震動均會對測量造成不利影響，由于測量對象特殊性及其測量精密性，測量最好在微小密閉抗震動平臺上進(jìn)行，有利于精確數(shù)值獲取。

    （5）國內(nèi)外水平比較及發(fā)展趨勢  目前國內(nèi)外納米纖維拉伸性能測量主要采用改裝過的原子顯微鏡AFM進(jìn)行測量，測量精度高，然而由于AFM造價昂貴，且不能進(jìn)行纖維形態(tài)變化的實時在線測量，限制了該方法的普及。然而業(yè)內(nèi)需要專門用于納米纖維拉伸性能常規(guī)測量的設(shè)備，納米纖維張力儀就是能滿足此類纖維常規(guī)測量的專門設(shè)備，代表今后測量該類纖維的發(fā)展方向。