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1、学兔兔标准下载ICS81.060.30CCSQ32团体标准T/SCS0000262023陶瓷纤维密度和线密度试验方法Determinationofdensityandlineardensityofceramicfibre2023-10-27发布2023-11-27实施上海市硅酸盐学会发布学兔兔标准下载T/SCS0000262023前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海市硅酸盐学会提出并归口。本文件起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所、中广核研究院有限
2、公司、中国航空制造技术研究院、浙江金琨西立锆珠有限公司。本文件主要起草人：王新刚、王铭、薛佳祥、邱海鹏、闫继娜、吴利翔、王小飞、张冰玉、刘洋、陈明伟、刘时剑、罗文东、林根连、江婷婷、范宇升、胡法卿、李蕾、高建华、蒋丹宇。本文件承诺首批执行单位：中国科学院上海硅酸盐研究所、中广核研究院有限公司、中国航空制造技术研究院、浙江金琨西立锆珠有限公司。I学兔兔标准下载T/SCS0000262023陶瓷纤维密度和线密度试验方法警示使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本文件规定了陶瓷纤维
3、密度和线密度试验方法的术语和定义、原理、仪器和材料、样品制备、试验步骤、试验结果计算和试验报告。本文件适用于氧化物陶瓷纤维和非氧化物陶瓷纤维密度和线密度的测定，其他无机纤维密度和线密度的测定可参照使用本文件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3961纤维增强塑料术语GB/T29761碳纤维浸润剂含量的测定3术语和定义GB/T3961界定的以及下列术语和定义适用于本文件。密度density材料单位体积的质量。线密度linea
4、rdensity材料单位长度的质量。4样品一般要求待测样品如果含有上浆剂，应依据GB/T29761规定的方法来去除上浆剂，去除上浆剂的具体方法应在试验报告中说明。如果通过双方商定不去除上奖剂，需要在试验报告中说明。5测试环境测试环境的温度为（232），相对湿度为（5020）%。6密度测试方法A：浮力法原理浮力法也称阿基米德法或者液体置换法，根据阿基米德原理，在空气中测得纤维的质量，然后在已知密度、且无气泡的液体中测得纤维的质量。样品在空气和液体中测试的质量差为样品在液体中受到的浮力。根据浮力、液体介质的密度计算样品的体积，样品在空气中的质量除以体积为样品的密度。仪器和材料6.2.1干燥箱1学兔
5、兔标准下载T/SCS0000262023满足控温条件为(1105)。6.2.2分析天平分辨力为0.1mg，量程范围为0-200g，配有吊篮。6.2.3烧杯材质为硼硅酸盐玻璃，推荐的容积为500mL。6.2.4比重计精度为0.001g/cm3。6.2.5真空泵抽气速率不低于3L/min。6.2.6真空干燥器真空度至少能够保持在50kPa的真空容器。6.2.7离心机用于离心法去除纤维表面气泡，转速不低于3000r/min。6.2.8浸入液体应能润湿纤维表面，不应溶解纤维或者对纤维样品产生不利影响，液体密度应小于纤维密度，推荐使用乙醇或者丙酮作为浸渍液体。如果以水为浸渍液体，推荐水中加入约0.1wt
6、%的甘油或者表面活性剂等表面润湿剂。样品6.3.1样品制备从待测纤维复丝上截取有代表性的一段样品，样品质量至少为0.1g，将样品捆扎在一起，或者采用打结的方式避免纤维在测试过程中松散而影响测试结果准确性。6.3.2样品数量至少测试3个样品。试验过程a)将样品至于110C的烘箱中干燥（13）h至恒重，将样品转移至干燥器中，并冷却至室温，称量样品在空气中的质量m1。b)用比重计测量浸入液体的密度l。c)将样品浸入含有液体的烧杯中，将烧杯置于真空干燥器内，抽真空小于50kPa，保持（3060）min，直到目测无可见的气泡。也可使用离心机采用离心法去除气泡。d)将步骤b)的烧杯转移至天平吊篮上，称量样
7、品浸入液体中的浮重，记为m2。由于样品从浸入液体中取出，纤维表面会再次吸附气泡。因此，从除气泡结束到称量样品质量整个过程中，样品不应从浸渍液体中取出，防止气泡再次吸附在纤维表面。如果采用离心法去除气泡，样品从离心管中转移到烧杯中时，应将除气泡后的纤维和离心管一起浸入烧杯中，再转移到天平中测试样品浸入液体中的浮重m2。注：吸附于纤维表面的气泡是测试误差的主要来源，陶瓷纤维具有脆性大的特性，一般情况下，采用搅拌方法或者挤压的方法来排除气泡会破坏纤维，可能会影响测试准确性，超声除气泡的方法可能打散纤维，使纤维很难在浸渍液体中进行测试。密度计算根据公式(1)计算纤维样品的密度：2学兔兔标准下载
8、0588;f=𝑚1𝑚1𝑚2T/SCS0000262023𝜌1(1)式中：f纤维样品的密度，单位为克每立方厘米(g/cm3)；m1样品在空气中测得的质量，单位为克(g)；m2纤维样品浸入液体中的浮重，单位为克(g)；l浸入液体的密度,单位为克每立方厘米(g/cm3)。7密度测试方法B：氦气比重计法原理由于氦气分子体积小，可以渗入到样品的气孔中，干燥且高纯度的氦气接近理想气体，因此，选择氦气为媒介。向装有样品的样品池中通入氦气，根据样品池的体积、充气和放气压力差来计算样品的体积。样品的密度为样品的质量除以样品的体积。仪器和材料7.2.
9、1气体比重计包含测量传感器、膨胀传感器和压力传感器等，应用已知密度的标准样品来校准测量传感器和膨胀传感器。7.2.2恒温槽能够保持气体比重计测量单元温度为(231)。7.2.3真空泵用于对测量单元抽真空，真空度优于2.0kPa。7.2.4干燥箱能够满足控温条件为(1105)的烘箱。7.2.5干燥器含有硅胶或者无水硫酸钙的密封容器。7.2.6分析天平分辨力为0.1mg，量程范围为0-200g。7.2.7高纯氦气纯度大于99.99%。样品制备选择一定长度且有代表性的纤维样品，将纤维缠绕成一定形状，打结防止松散，也可以将连续纤维剪成（15）cm的短纤维，选取的待测样品体积至少能够满足填充样品池体积的
10、2/3。样品数量至少测试3个纤维样品的密度。试验步骤a)检查气体比重计，确保无漏气；b)称量空的样品池质量m0；c)将样品放入样品池中，将尽可能多的样品填入样品池中，至少填充样品池的2/3体积；3兔学兔标准下载T/SCS0000262023d)将装有样品的样品池至于110C干燥3h，至恒重，将样品池取出，放入干燥器中冷却至室温，在此过程中避免样品暴露在空气中。e)称量样品池和样品的总质量m1；f)将样品池放入测试腔中，盖紧样品池盖；g)通过抽真空的方法将样品池中空气排出。样品池中气体杂质会影响气压的测量。在测量过程中，一般需要35次抽真空/通氦气的过程来测得稳定的样品体积示数，记录样品的体积。
11、密度的计算根据公式(2)计算纤维样品的密度：𝑉f𝜌f=𝑚1𝑚0(2)式中：f纤维样品的密度，单位为克每立方厘米(g/cm3)；m1纤维样品和样品池在空气中的总质量，单位为克(g)；m0样品池的质量，单位为克(g)；Vf纤维样品的体积，单位立方厘米(cm3)。8线密度测试仪器和材料8.1.1干燥箱能够满足(1105)的控温条件。8.1.2分析天平分辨力为0.1mg。8.1.3钢尺分辨力为不大于1mm，量程至少为1m。试验步骤a)从待测纤维复丝上截取接近1m长度的纤维复丝，用钢尺测量纤维拉直时的准确长度，为Lf。b)将纤维束丝缠绕成一
12、定形状并打成结，防止松散，并至于110C干燥（13）h至恒重，之后将样品池取出，放入干燥器中冷却至室温，在此过程中避免样品暴露在空气中。c)称量纤维样品在空气中的质量mf。线密度的计算𝐿f(3)根据公式(3)计算纤维线的密度：𝑇f=𝑚f式中：Tf纤维样品的线密度，单位为克每米(g/m)；mf纤维样品在空气中质量，单位为克(g)；Lf纤维样品的长度，单位为米(m)。9试验报告试验报告中应至少包括以下内容：d)测试机构的名称和地址；e)测试人员和测试日期；f)测试环境的温度和相对湿度；4学兔兔标准下载T/SCS0000262023g)依据的标准；h)被测纤维样品的信息（名称、制造商、规格和批号等）；i)测试纤维样品的数量；j)测试纤维样品的质量；k)上浆剂（如有）的去除方法；l)纤维密度测试方法；m)测试纤维样品密度的平均值和标准偏差；n)测试纤维样品线密度的平均值和标准偏差；o)测试过程中的特殊现象和变化等，可能影响结果的任何偏离。5