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碳纖維復(fù)材是由碳纖維和樹脂等多種材料組成的一種高性能復(fù)合材料。碳纖維具有高強度、高模量、輕質(zhì)等優(yōu)良性能，是制備高性能復(fù)合材料的理想增強材料。碳纖維復(fù)材因其高強度、輕質(zhì)、抗腐蝕、高耐久性等優(yōu)良性能，在航空航天、汽車、體育器材、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
碳纖維復(fù)材的制備過程包括預(yù)浸料制備、層疊成型、固化等工藝。在制備過程中，需要對碳纖維和樹脂的比例、預(yù)浸料的浸漬質(zhì)量、成型壓力、固化溫度等多種參數(shù)進行控制，以確保復(fù)合材料的質(zhì)量和性能。
以航空航天領(lǐng)域為例，碳纖維復(fù)材具有輕質(zhì)、高強度和抗腐蝕性能優(yōu)異的特點，因此被廣泛應(yīng)用于制造機翼、機身等關(guān)鍵部位。比如，空客A350客機的機翼就采用了碳纖維復(fù)合材料制造，與傳統(tǒng)鋁合金機翼相比，重量減輕了20%，且擁有更好的抗疲勞性能。然而，在制造過程中，碳纖維復(fù)材的樹脂含量控制非常關(guān)鍵。若樹脂含量過高，會導(dǎo)致材料變脆，影響強度和耐用性；反之，若樹脂含量過低，則會導(dǎo)致材料過于脆弱，難以滿足使用要求。因此，碳纖維復(fù)合材料中樹脂含量是決定其性能、應(yīng)用和發(fā)展方向的重要因素。通過對樹脂含量的合理調(diào)控，可以有效地提高碳纖維復(fù)材的性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
如何測量碳纖維復(fù)材樹脂含量？
1、化學(xué)腐蝕法：該方法是通過使用化學(xué)試劑與碳纖維復(fù)合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而測量其中的樹脂含量。該方法的優(yōu)點是較為準(zhǔn)確，可以較為全面地考慮碳纖維復(fù)合材料中的樹脂含量。缺點是需要使用化學(xué)試劑，操作較為繁瑣，且可能會對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。
2、空氣灼燒法：該方法是通過將碳纖維復(fù)合材料樣品在高溫下進行灼燒，并測量灼燒后的重量損失，從而計算出其中的樹脂含量。不過整個過程需要在高溫下進行，可能會對材料的性能產(chǎn)生一定的影響。
3、低場核磁法：樹脂存在核磁共振氫信號，通過對NMR信號進行采樣，獲取樹脂核磁信號，從而進行定量測量，是一種在線、無損、快速的技術(shù)。整個過程無需試劑，可重復(fù)實驗，2min即可完成測試。
低場核磁測定碳纖維復(fù)材樹脂含量的原理
低場核磁法是研究高分子材料中分子動力學(xué)的一種非常重要和有效的手段．該技術(shù)的一個重要特點是可以通過合理的實驗方法，實現(xiàn)對研究體系中從低頻(Hz)到中頻(kHz)乃至高頻(MHz)范圍內(nèi)分子運動的觀測．因此．核磁法非常適合研究高分子體系中各類不同尺度分子運動，高分子材料中分子運動與交聯(lián)密度密切相關(guān)，通過分子運動的信息即可反映樣品的特性。
樹脂存在核磁共振氫信號，通過對NMR信號進行采樣，獲取樹脂核磁信號，從而進行定量測量。在測試之前，根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)曲線，確定核磁信號強度與樹脂含量的關(guān)系，可在30秒-2分鐘內(nèi)測得樹脂含量。
紐邁碳纖維復(fù)材樹脂含量分析儀
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