使用DIC技术测量碳化硅SiC纤维束丝的力学性能—测试过程详解

碳化硅（SiC）纤维束丝是一种高性能、高温材料，具有优异的力学性能和高温稳定性，在航空航天、能源、化工等领域有广泛的应用前景。为了更好地研究SiC纤维束丝的力学性能，需要进行拉伸测试，以获取其拉伸性能参数，如弹性模量、屈服强度和断裂强度等。

然而，传统的拉伸测试方法对SiC纤维束丝的破坏和损伤较大，难以准确测量其力学性能参数。近年来，随着数字图像相关技术的发展，数字图像相关（DIC）技术被广泛应用于材料力学性能测试中，特别是在纤维材料力学性能测试中，DIC技术可以准确测量材料表面的形变和位移，实现非接触、无损伤的力学性能测试。

因此，本文科准测控小编将介绍DIC技术在SiC纤维束丝拉伸测试中的应用。通过DIC技术对SiC纤维束丝进行非接触式力学性能测试，可以准确测量其拉伸性能参数，并对SiC纤维束丝的微观变形和破坏行为进行分析，为进一步优化其力学性能提供理论依据。

一、测试目的

1、利用电子万能试验机对碳化硅纤维(SiC)束丝进行拉伸测试，获取拉伸强度，弹性模量与断裂点行程应变。

2、利用 DIC 实验技术方法测试 SiC 纤维丝材料样件在单轴拉伸测试中的弹性模量。

二、测试相关标准

本文参考了《GB/T 34520.3-2017 连续碳化硅纤维测试方法 第3 部分: 线密度和密度》中关于《GBT1446-2005 纤维增强塑料性能试验方法总则》的要求

二、测试仪器（碳化硅SiC 纤维束丝拉伸测试）

1、仪器和夹具

A、万能试验机

B、气动夹具

C、VIC-2D Gauge 视频引伸计

VIC-2D Gauge 系统的测试过程主要分为四个步骤:

散斑制作:在实验开始前，需要在被测的纤维丝样件表面制作黑白分明的散斑;硬件设置:合理架设、并调整好相机系统，;

软件设置:设置系统采集参数，包括采样帧率、曝光时间、图像分辨率，Gauge 点的添加，引伸计的添加;

数据计算:试验机与视频引伸计同步测量，并计算输出实验结果。

2、试验条件

A、试验温度:室温20°C左右

B、载荷传感器:5KN (0.5 级)

C、试验夹具:1KN气动夹具

D、试验速率:5mm/min

3、样品前准备

试样为已制备完成的碳化硅(Si) 束丝拉伸试样，截面积为 0.12 mm2，标距 150 mm，束丝截面积为0.12mm2，无需后续处理。

夹具选用1KN 气动双推夹具，上下夹具分别夹住碳化硅纤维束丝的保护片部位，随后开始试验。

三、测试流程

1、根据《GB/T 34520.3-2017 连续碳化硅纤维测试方法第3 部分: 线密度和密度》中关于《GB/T 1446-2005纤维增强塑料性能试验方法总则》中测试要求，设定预加载为 10 N，随后开始以5 mm/min 速度加载直到碳化硅束丝试样拉断，测试结束，记录测得的弹性模量，断裂点载荷与最大应力。

2、本次试验使用 VIC-2D Gauge 模块对纤维丝样件拉伸过程进行分析，实时查看样件应变趋势曲线;

3、试验过程试验机位移控制，单向拉伸样件直至样件断裂，并记录拉伸过程应力数据。8um 直径纤维测试两次，11um 直径纤维丝测试两次;

【小总结：综上所述，使用电子万能试验机，配合使用1KN气动拉伸夹具和VIC-2D Gauge 视频引伸计能够对应碳化硅(SiC)纤维束丝拉伸测试的要求，获取应力·应变曲线和所需的弹性模量，拉伸强度，断裂点行程应变等力学参数，应用在碳化硅材料的研究与发展中可以发挥重要作用。】

以上就是小编介绍的DIC技术对碳化硅SiC 纤维束丝拉伸测试内容，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于碳化硅SiC 纤维束丝的结构特点性能和用途、制备方法和束丝sic纤维增强铝复合材料界面tem研究等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，科准测控技术团队为您免费解答！

审核编辑 黄宇