碳基复合材料检测项目与技术综述

一、物理性能检测

1. • 目的：评估材料致密性，孔隙率直接影响力学性能和耐腐蚀性。
   • 方法：阿基米德排水法（ASTM D792）、气体置换法（GB/T 3365）；孔隙率可通过金相显微镜或X射线断层扫描（CT）分析。
2. • 目的：确定碳纤维与基体的比例，直接影响材料强度与热导率。
   • 方法：酸解法（ASTM D3171）、热重分析法（TGA）结合树脂烧蚀。
3. • 方法：激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜（SEM）观测表面缺陷。

二、力学性能检测

1. • 拉伸性能：测定拉伸强度、模量（ASTM D3039）；
   • 压缩性能：评估抗压强度（ASTM D6641）；
   • 弯曲性能：三点/四点弯曲试验（ASTM D7264）；
   • 层间剪切强度：短梁剪切法（ASTM D2344）。
2. • 冲击韧性：摆锤冲击试验（ISO 179）；
   • 疲劳性能：高频循环载荷下的寿命测试（ASTM D3479）。
3. • 纤维/基体界面强度：通过单丝拔出试验或微脱粘法量化结合力。

三、热性能检测

1. • 方法：热机械分析仪（TMA）测定材料在高温下的尺寸稳定性。
2. • 方法：激光闪射法（ASTM E1461）、稳态热流法（ASTM C177）。
3. • 高温氧化试验：在氧化气氛中加热至1000℃以上，评估质量损失率（GB/T 3007）；
   • 电弧风洞测试：模拟超高速气流下的烧蚀性能（适用于航天器热防护材料）。

四、化学性能检测

1. • 方法：X射线荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子体（ICP）。
2. • 方法：拉曼光谱（D峰与G峰强度比）、X射线衍射（XRD）分析晶体结构。
3. • 盐雾试验（ASTM B117）、酸碱溶液浸泡后强度保留率测定。

五、微观结构分析

1. • 方法：扫描电镜（SEM）观察纤维排布、界面结合；透射电镜（TEM）分析纳米级结构。
2. • 内部裂纹/孔隙：工业CT无损检测（分辨率达微米级）；
   • 分层与脱粘：超声C扫描（ASTM E2580）。

六、功能特性检测

1. • 方法：四探针法测试电阻率（GB/T 3048.2）；热盘法测定导热系数。
2. • 标准：ASTM D4935，评估材料在特定频段的电磁波吸收能力。

七、环境适应性测试

1. 湿热老化：模拟湿热环境（温度85℃、湿度85%）下力学性能变化；
2. 紫外老化：评估长期光照后的表面性能退化；
3. 高低温循环：验证材料在极端温度交替下的可靠性（参照GJB 150.5）。

八、特殊应用针对性检测

• 航天领域：真空出气性能（ASTM E595）、原子氧侵蚀试验；
• 核工业：中子辐照后力学性能变化测定；
• 生物医疗：生物相容性检测（ISO 10993）。

总结