納米纖維張力儀

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

  試驗(yàn)機(jī)能夠滿足的限位對(duì)象范圍廣泛，能夠測(cè)量點(diǎn)纖維力學(xué)特征指標(biāo)豐富?？蓽y(cè)量微米級(jí)和亞微米級(jí)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(jì)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(zhǎng)恒定，測(cè)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(zhǎng)度最小可為1mm，最大伸長(zhǎng)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(cè)量。

  （2）張力儀工作原來(lái)與結(jié)構(gòu) 試驗(yàn)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(cè)量纖維拉伸過(guò)程中的物理變化，精密懸臂式微力測(cè)量裝置和長(zhǎng)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(cè)量部分，精密拉伸部分保證了拉伸平穩(wěn)準(zhǔn)確，長(zhǎng)焦距顯微光學(xué)測(cè)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(yàn)時(shí)先把納米纖維黏貼在矩形模版上，后再把模版裝入兩個(gè)夾頭，沿虛線剪開(kāi)模版，，進(jìn)行拉伸測(cè)試。拉伸在密閉的空氣環(huán)境中進(jìn)行，減小空氣震動(dòng)對(duì)試驗(yàn)的不利影響。試驗(yàn)拉伸過(guò)程由顯微系統(tǒng)監(jiān)控并測(cè)試。

  （3）制造和檢驗(yàn)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(yàn)，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(zhǎng)的測(cè)定。同時(shí)由于檢測(cè)對(duì)象為納米纖維，因此對(duì)力測(cè)量精度有更高要求，一般要求達(dá)到微牛級(jí)。形態(tài)測(cè)量精度必須在10像素/微米以上。

  （4）常見(jiàn)故障，調(diào)試、修理、改造方法  納米纖維的拉伸性能的測(cè)試，對(duì)于力學(xué)和形變測(cè)量要求極高，正式測(cè)量前必須對(duì)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(dòng)均會(huì)對(duì)測(cè)量造成不利影響，由于測(cè)量對(duì)象特殊性及其測(cè)量精密性，測(cè)量最好在微小密閉抗震動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行，有利于精確數(shù)值獲取。

    （5）國(guó)內(nèi)外水平比較及發(fā)展趨勢(shì)  目前國(guó)內(nèi)外納米纖維拉伸性能測(cè)量主要采用改裝過(guò)的原子顯微鏡AFM進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度高，然而由于AFM造價(jià)昂貴，且不能進(jìn)行纖維形態(tài)變化的實(shí)時(shí)在線測(cè)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(cè)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(cè)量的專門設(shè)備，代表今后測(cè)量該類纖維的發(fā)展方向。