炭素繊維の引張試験

炭素繊維の引張試験 【規格番号 ISO11566:1996 (JIS R 7606 :2000) 】

はじめに

炭素繊維はCFRP(炭素繊維強化プラスチック)に欠かすことのできない素材であり, 一般鉄鋼材と比べて比重で1/4, 比強度が7倍もあるとされる重要産業素材です。本稿では規格にもとづいた炭素単繊維の引張試験例をご紹介します。

測定・治具など

Fig.1 サンプルと台紙(枠体)

本試験においては,Fig.1のようにサンプルを紙, 金属もしくは樹脂のシートで作製された試験片台紙に固定した上でつかみ具に取り付け, 引張試験を実施します。規格においては台紙の形状, 炭素繊維を台紙に設置する際に用いる接着剤の種類, そして炭素繊維の設置手順についても細かく解説が記載されています(詳細は該当規格の内容をご参照ください)。つかみ具については,サンプルの強度によって把持力を調整可能なクリップ式つかみ具を使用して試験を実施しました。

測定結果

Fig.2 試験の様子

Fig.2 試験の様子

Fig.3 試験結果

[Table 1 試験条件]

項目 設定値
試験速度 1mm/min
つかみ具間距離 25mm

[Table 2 試験結果 (平均値)]

サンプル名 直径 引張強さ 破断時の伸び
炭素繊維 6μm 7.1GPa 2.84%

炭素繊維の引張試験システム

試験機 MST-I Type HR
ロードセル 1 N
試験治具 1 Nクリップ式つかみ具(ラバーコート歯面),
X-Yステージ
ソフトウェア TRAPEZIUM X(シングル)

島津微小強度評価試験機 マイクロオートグラフMST-I

近年,電子機器の軽薄短小化に伴い,搭載部品の一層の小型化・高密度実装が進んでいます。これに伴い,強度評価試験においても,微小サンプルに対し,変位・試験力を数µmあるいは数mNの微小領域で制御・計測して高精度で強度評価を行える試験機のニーズが増大しています。島津マイクロオートグラフ MST-I 形はこうした電子部品分野等を中心とする微小強度評価試験装置のニーズの高まりに対応して開発・発売された装置です。

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