[实用新型]一种基于同步辐射在线检测的高性能纤维拉伸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于同步辐射在线检测的高性能纤维拉伸装置，属于纤维材料技术领域。

背景技术

高性能纤维及其复合材料与国民经济和国防安全密切相关，是先进武器装备、航空航天等国必不可少的关键结构材料。同时，在清洁能源、土木建筑、石油工业、交通运输及体育娱乐等国民经济领域都有广泛的应用。

相比于普通纤维，高性能纤维具有优异的力学性能。高性能纤维的力学性能与其成型过程中纤维内部的微观结构、形态及缺陷等的形成与演变密切相关。根据理论计算，聚丙烯腈(PAN)碳纤维的理论强度可达184GPa，理论模量可为1020GPa，但即使目前世界上强度水平最高的T-1000型碳纤维，其抗张强度仅为理论值的3.95％。这是由于碳纤维在制备过程中会产生大量缺陷，缺陷的存在成为影响碳纤维实际强度的重要因素。而超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维由典型的柔性链聚合物制备，具有高强高模、高抗冲性能是源于成型过程中形成的高结晶、高取向的结构形态。由此可见，高性能纤维成型过程中结晶、取向等超分子结构以及缺陷的形成与变化对纤维性能具有决定性影响。

高性能纤维内部微观结构多样，变化规律复杂，对其结构随纤维拉伸演变规律的在线测试一直是研究热点。目前普遍采用的测试方法是“离线”测试，即将纤维进行拉伸后再进行测试，缺乏对于纤维拉伸过程内部结构的实时检测。同步辐射X射线的高亮度、高通量、高准直等优势正好满足了高时间和高空间分辨的要求，使实时在线跟踪高性能纤维拉伸过程中的结构演变成为可能。目前纤维的在线检测装置均采取双向对称拉伸，检测点不变的方式。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种结构合理、操作方便、灵活性高，解决了离线检测缺乏对于纤维拉伸过程内部结构的实时检测和双向对称拉伸形式的检测点不变的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种基于同步辐射在线检测的高性能纤维拉伸装置，其特征在于，包括机台，机台上设有移动和驱动装置，移动和驱动装置上设有热箱、第一五辊牵伸机和第二五辊牵伸机，第二五辊牵伸机和第一五辊牵伸机分别设于热箱的左右两侧，第二五辊牵伸机的左侧设有带有张力控制的放丝装置，第一五辊牵伸机的右侧设有收丝装置。

优选地，所述的热箱的正面和其相对应的反面设有检测视窗。

优选地，所述的检测视窗贴有耐高温透光薄膜。

优选地，所述的热箱内设有两组电加热元件。

优选地，所述的热箱上设有控温元件插入口，控温元件插入口的两侧设有温度显示元件插入口，控温元件插入口内设有控温元件。

优选地，所述的移动和驱动装置包括双丝杆，双丝杆的一端与电机及驱动装置连接，双丝杆的另一端与底板连接，底板的下端与滑块连接，滑块设于机台上的导轨上。

优选地，所述的放丝装置上设有张力控制器。

本实用新型结构合理、操作方便、灵活性高，模拟了高性能纤维实际生产中的拉伸形式，克服了现有的双向对称拉伸形式以及离线检测所存在的不足。本实用新型用于同步辐射在线检测高性能纤维在不同环境温度和不同力场下拉伸过程中内部结构的演变，为深入研究高性能纤维结构与性能的关系提供了技术基础。

附图说明

图1为一种基于同步辐射在线检测的高性能纤维拉伸装置的结构示意图；

图2为热箱的内部结构示意图；

图3为移动和驱动装置的结构示意图；

图4为图3的俯视图。

其中：1为收丝装置，2为第一五辊牵伸机，3为热箱，4为机台，5为第二五辊牵伸机，6为带有张力控制的放丝装置，7为移动和驱动装置，8为检测视窗，3-1为电加热元件，3-2为控温元件插入口，3-3为温度显示元件插入口，6-1为张力控制仪，7-1为双丝杆，7-2为电机及驱动装置，7-3为导轨，7-4为滑块，7-5为底板。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。