复合材料测试的创新

在本次采访中，Instron公司复合材料市场经理Ian McEnteggart向AZoM介绍了现代复合材料测试的重要过程，以及这将如何为复合材料的应用开辟新的途径。

您能否提供简要介绍Instron以及公司如何参与复合测试？

Instron是全球材料检测行业的领导者。亚博网站下载Instron产品被广泛用于评估各种材料和部件的机械和物理性能。亚博网站下载

Instron设app亚博体育备是用于测试复合材料的广泛用途。亚博网站下载最常见的类型是具有短，长和连续纤维的聚合物复合材料。

但其他复合材料，如金属基和陶瓷基类型也在亚博网站下载测试中。Instron的app亚博体育设备可以对复合材料进行超过100种不同的测试类型，并拥有大量的测试解决方案和展示我们参与其中的视频。

你能简单的给出复合材料的定义吗?亚博网站下载

一般来说，复合材料是由两个或两个以上的相或组亚博网站下载成部分组成的材料。

最常见的高性能复合材料是由连续纤维与热固性或热塑性聚合物基体结合而成。

它们是如何创建的，在哪里使用?

有许多不同的路由用于生成复合组件。传统上，纤维(通常是碳或玻璃)被加工成薄片。

然后可以用树脂浸渍这些片材以形成“预浸料”，然后将这些片材切割成，分层成模具并在高压釜中固化。

或者，干纤维用模具中的树脂注入然后固化。这些传统的加工方法效率低下，缓慢和劳动密集型，但有很多关于改进复合材料制造技术的工作。自动纤维放置，或使用热塑性基质材料的快速形成。亚博网站下载

复合材料的主要用户一直是航空航天工业。亚博网站下载然而，复合材料现在在许多不同的领域找到亚博网站下载了应用，特别是一般的地面运输、建筑和海洋部门。最令人兴奋的增长领域是批量汽车应用。

为什么具有用于复合材料的独特测试方法很重要？

传统材料，称金属或聚合物亚博网站下载是各向同性的（即，各方向的性质相同），复合材料通常是高度各向异性的（即它们的性质与方向变化）。

当设计复合结构时，这些各向异性特性可以具有巨大的优点，因为材料特性（例如刚度和强度）可以与结构中的各种应力对准。需要许多独特的机械测试来确定这种各向异性材料的性质亚博网站下载

由于它们的多相组成，一些性能受纤维特性的支配，一些受基体的支配，一些受纤维/基体粘结的支配。

同样，需要独特的测试来阐明这些不同的性质。

为什么具有专门的仪器化和固定性来测量复合材料的机械性能很重要？

复合材料上的机械测试需要设计成在材料中产生一系列特定的应力条件。

测量材料中的应变可能需要一个专门的引伸计或多个应变计。

测试通常在非环境温度下进行，因此仪器和夹具必须适合所使用的测试温度。

如何利用压缩测试以及这些测试如何符合国家标准？

复合材料压缩测试是一种非常常见的测试，因为它提供了纤维与基体之间粘结性质的独特信息。

复合材料层压板压缩试样都有一个很短的测量长度，以防止屈曲，并使用夹具进行各种标准测试方法，以尽量减少不必要的试样弯曲。

我们提供复合压缩夹具，符合全方位的温度范围内的所有国际压缩标准。

哪些测试方法在每个测试中都是常规的?

张力测试建立材料的轴向模量和强度是最常用的测试，通过测量轴向和横向应变来确定额外的弹性。

压缩试验也得到了广泛的应用，这两种试验既可以在开孔试样上进行，也可以在普通试样上进行。

还有许多剪切测试常用;iOSipescu剪切测试用于确定剪切模量和强度，而在平滑剪切测试（IPS）中也可以提供剪切性能。

层间剪切试验(ILSS)也是一种常用的质量控制试验，可用于指示剪切强度。

Instron如何使用流变测试？

我们所做的流变学实际上更多地与热塑性聚合物有关。热塑性聚合物在复合材料中的应用越来越广泛——传统上，热固性树脂用于高性能复合材料。亚博网站下载

但现在随着来自汽车行业的大推动，并且需要减少循环时间，热塑性材料非常有吸引力。亚博网站下载

因此，在这种情况下，孤立地看聚合物本身的性质通常是在研究中进行的。

在汽车行业中使用热塑性塑料是有环境效益吗？

在那里，其中一个主要好处是它们比热固性材料更容易回收。亚博网站下载

通过热固性材料，您可以做的就是将它们磨成小块并亚博网站下载用它们用作填料，但是用热塑性塑料可以熔化它，可以提取纤维，你可以重用它。这是一个毛毛，但这是想法！

你能告诉我们一些你合作的组织吗？

我们与几个主要组织有合作伙伴关系;一个是NCCEF - 曼彻斯特大学的国家复合材料认证和评估设施。

他们使用多个Instron系统进行测试，我们与工作人员有非常密切的工作关系。

我们还与一个名为TPRC的组织有合作，该组织是荷兰的热塑性塑料复合材料研究中心。

我们不仅是他们的设备供应商，而且我们也在咨询app亚博体育委员会上，并为他们正在做的事情做出贡献。

Instron最近开发了复合材料测试的新设备吗?app亚博体育

其中一个关键的工业要求，特别是在航空航天工业，是有非常准确和可验证的对准试验机时，执行复合材料测试。这通常是由一个叫做NADCAP的组织管理的。

我们最近推出了一组手动拉伸夹具，具有非常好的对准特性，满足NADCAP要求。

最近我们也介绍了AutoX 750,这是一种高分辨率、自动伸长计自动应变测量与精度±1µm伸长计的计量长度可以改变从测试软件和坚固的结构使它被附加到标本通过失败。

自动引伸计的使用提高了测试结果的准确性和生产率。

此外，我们还扩展了BlueHill 3软件复合测试模块中包含的标准测试方法的数量，该模块现在涵盖了大多数常见的复合测试。

如何在复合测试领域是独一无二的？

我认为我们提供的系统解决方案的独特性不是来自于一颗神奇的子弹，而是来自于我们提供高性能、集成和非常符合人体工程学的系统这一事实。

复合材料测试的一个方面是，因为它需要许多不同的测试类型和固定，所以重新配置机器所需的时间可能很大。所以我们已经做了很多工作，使得从一个测试配置到另一个测试配置方便。

您如何在未来十年内看到综合测试推进，为什么它会继续具有重要性？

大多数行业正在寻求减少结构的质量。我们在航空航天看到了这一点，现在它正在汽车行业开始，因为他们走向电动汽车。

由于电池重量的增加，减少汽车其他部分的重量的需求将会不断增长。复合材料提供了一个独特的机会来做到这一点。

我认为我们将看到复合材料从专业应用进入量产汽车市场，成为一种日常材料。

关于Ian Mceneggart.

Ian Mceneggart目前是Instron的复合材料市场经理，该公司与公司合作过三十多年，并且是这个不断增长的市场的专家。

他拥有伯明翰大学(University of Birmingham)的物理学学位和系统工程文凭，并在材料测试机器和传感器的开发方面拥有强大的背景。亚博网站下载

他也积极开发国际标准，校准传感器和金属，塑料和复合材料的测试，并在全球发布的材料测试有几篇论文。亚博网站下载