[发明专利]一种连续纤维陶瓷基复合材料密度检测方法

说明书

技术领域

本发明属于连续纤维陶瓷基复合材料物理性能检测领域，具体涉及一种连续纤维陶瓷基复合材料密度检测方法。 

背景技术

某型号弹体中本分位置需要使用连续纤维陶瓷基复合材料，但前期没有相关连续纤维陶瓷基复合材料试验及分析经验，为保证连续纤维陶瓷基复合材料试验件能够适应弹体需要，保证连续纤维陶瓷基复合材料使用性能，应进行连续纤维陶瓷基复合材料密度测试试验。而现有的测试方法及规范无法达到测试要求，因此需要对连续纤维陶瓷基复合材料密度试验方法进行制定。 

经过对连续纤维陶瓷基复合材料结构及使用性能近一步分析，得出连续纤维陶瓷基复合材料为C纤维、SiC基体编织而成，材料内部存在大量孔隙，属于非致密性材料，其密度分析方法与金属材料完全不同，且材料分为一维、二维及多向编织连续纤维陶瓷基复合材料。国内外测量密度的方法一般均为体-密度法测量。而连续纤维陶瓷基复合材料为非致密性材料，材料内部存在大量孔洞及未封闭部位。体积密度法测量的数据存在一定的不准确性，为解决连续纤维陶瓷基复合材料试验能顺利测试完成，需重新设定试验方案来完成检测任务。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续纤维陶瓷基复合材料密度检测方法，具体技术方案如下 

1)、试样尺寸的制定：10×10×20mm，20×20×20mm； 

2)、主要工具：烧杯，250ml；天平，感量0.2mg；油脂，石蜡或其它防水涂料；铜丝，直径不大于0.08mm。 

3)、试样在105-110℃烘箱中烘至恒重，直至两次称量差小于0.001克； 

4)、称取称量瓶的重量； 

干燥试样在室温下称量后，放入蒸馏水中，煮沸1小时以上，直至排除气泡，冷却至室温，称取称量瓶的重量。 

5)、用温布轻擦去试样表面的水，放入称量瓶中称量； 

6)、称量待系铜丝的重量； 

7)、试样系上铜丝，完全侵入水中排除气泡，进行称量。试样在水中减轻的重量作为试样体积。 

8)、被测试样不少于3个，取其算数平均值。 

已有连续纤维陶瓷基复合材料密度测试方法均为体积密度法测量，由于连续纤维陶瓷基复合材料为非致密性材料，因此体积密度法测量的密度结果准确性不高。因此，采用排水法进行测量。 

通过此次连续纤维陶瓷基复合材料密度测试试验，节省了耐高温连续纤维陶瓷基复合材料的外协检测费用，降低了成本，此次试验在连续纤维陶瓷基复合材料物理性能测试技术方面获得突破，缩短了试验周期，提高了检测精度，提高了生产效率。 

具体实施方式

实施例1 

主要工具：烧杯，250ml；天平，感量0.2mg；油脂，石蜡或其它防水涂料；铜丝，直径不大于0.08mm。 

试验步骤 

试样在105-110℃烘箱中烘1h至恒重，直至两次称量差小于0.001克；将干燥试样在室温下称量后，放入蒸馏水中，煮沸1小时以上，直至排除气泡，冷却至室温。称取称量瓶的重量。用温布轻擦去试样表面的水，放入称量瓶中称量。称量待系铜丝的重量。试样系上铜丝，弯曲浸入水中排除气泡，进行称量。试样在水中减轻的重量作为试样体积。 

d＝G/V 

d-试样密度，g／cm³； 

G-试样重量，g； 

V-试样体积，cm³。 

某型号排水法密度测试结果如表1所示。 

入浸法测试前体舱密度在1.6309～1.7422g／cm3范围内。密度平均值为1.6989g／cm3，其标准偏差为0.0453g／cm3，离散系数为2.668％。 

某型号体积密度测试结果如表2所示。 

由表2可知，体积-重量法测试体积密度在1.48484～1.70617g／cm3范围内。密度平均值为1.6026g／cm3，其标准偏差为0.0916g／cm3，离散系数为5.717％。