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      “復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展
      ——參加2021年ISO/TC61/SC13 Zoom會(huì)議的報(bào)告

      2021-12-30 09:43:00王玉梅
      玻璃纖維 2021年6期
      關(guān)鍵詞:碳纖維復(fù)合材料試樣

      王玉梅,徐 琪

      國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC61/SC13“復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維”技術(shù)委員會(huì)第36屆年會(huì)和工作組會(huì)議于2021年8月31日至9月15日通過(guò)視頻的方式召開(kāi),會(huì)議通報(bào)和討論了“復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維”領(lǐng)域相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)展和未來(lái)要開(kāi)展的新標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目。會(huì)議內(nèi)容豐富信息量大,現(xiàn)將有關(guān)“復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展情況報(bào)告如下,供行業(yè)同仁參考。

      1 SC13的基本情況

      ISO/TC61/SC13復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維(Composites and reinforcement fibres)技術(shù)委員會(huì),承擔(dān)樹(shù)脂基復(fù)合材料和它們的增強(qiáng)材料,如玻璃纖維、碳纖維等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制訂。目前有19個(gè)P成員,8個(gè)觀察成員,秘書(shū)處由日本JISC承擔(dān)?,F(xiàn)任主席是日本京都大學(xué)教授北條正樹(shù)(Masaki Hojo)博士。中國(guó)一直是SC13的P成員。

      SC13設(shè)有3個(gè)工作組:WG1增強(qiáng)材料及制品(Reinforcements and reinforcement products)、WG2層合板和模塑料(Laminates and moulding compounds)、WG7復(fù)合材料和金屬組合件(Composites and metal assemblies),負(fù)責(zé)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究和制訂。截至2021年8月15日,SC13共發(fā)布國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)90個(gè),其中WG1發(fā)布36個(gè),WG2發(fā)布51個(gè),WG7發(fā)布3個(gè)。

      2 正在制訂或修訂的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)展情況

      (1) ISO/DIS:1888 《紡織玻璃——定長(zhǎng)纖維和長(zhǎng)絲——平均直徑的測(cè)定》,2020年立項(xiàng)修訂,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是日本的今井(Imai)博士。此次修訂增加了一個(gè)用“計(jì)算法測(cè)定玻璃纖維直徑”的方法,按實(shí)測(cè)的玻璃纖維密度和線密度計(jì)算玻璃纖維紗的直徑,再根據(jù)紗中纖維的根數(shù)計(jì)算纖維的平均直徑。該方法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)玻璃纖維的線密度和密度已知時(shí),可以根據(jù)拉絲漏板的孔數(shù)快速地計(jì)算出纖維的直徑。項(xiàng)目將進(jìn)入出版階段,預(yù)計(jì)明年可發(fā)布。

      (2)ISO/DIS 2078《玻璃纖維——紗——代號(hào)》,2019年立項(xiàng)修訂,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是南京玻纖院高級(jí)工程師徐琪。此次修訂增加了玄武巖、石英和高硅氧玻璃的代號(hào),增加了復(fù)合紗的代號(hào)。經(jīng)過(guò)兩年的工作,已完成DIS階段的工作,將跳過(guò)FDIS階段,直接送ISO中央秘書(shū)處出版。

      (3)ISO/CD 4410《工程紡織品面內(nèi)滲透特性的測(cè)定》,2020年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是德國(guó)復(fù)合材料研究院施米爾(Schmeer)博士。該項(xiàng)目是用來(lái)評(píng)定液態(tài)樹(shù)脂在增強(qiáng)材料內(nèi)滲透速率的方法,中國(guó)也派專家參加了該項(xiàng)目。由于對(duì)一些技術(shù)性的意見(jiàn)需要進(jìn)行驗(yàn)證,本次會(huì)議尚不能給出明確解決方案,將在明年(2022年)1月份召開(kāi)專門工作組會(huì)議,進(jìn)行詳細(xì)討論。

      (4) ISO/DTS 23483《碳纖維——PAN基碳纖維絲束特性的測(cè)定——表觀熱導(dǎo)率》,2019年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是韓國(guó)全州大學(xué)李海成(Haeseong Lee)教授,中國(guó)派專家參加了該項(xiàng)目。在去年進(jìn)行CD投票時(shí),由于一些重要的技術(shù)問(wèn)題未能得到解決,項(xiàng)目被降級(jí)為技術(shù)文件(TS)。2021年進(jìn)行了DTS投票,中國(guó)、日本、俄羅斯和美國(guó)給出了意見(jiàn),中國(guó)提出了8條技術(shù)性意見(jiàn)。主要有:a) 給出的“12k碳纖維”的定義,12k僅表示絲束中纖維的根數(shù)為12 000根,與直徑無(wú)關(guān);b) 在“原理”的描述中,只有“測(cè)量溫差,根據(jù)傅立葉定律計(jì)算熱導(dǎo)率”是不完整的,只有溫差沒(méi)有熱通量是無(wú)法計(jì)算熱導(dǎo)率的;c)只給出了碳纖維的發(fā)射率值,但并未說(shuō)明在哪里使用這個(gè)值。建議在“操作程序”一章中增加這樣的說(shuō)明;d)熱流Q非常重要,但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有提及測(cè)量方法,應(yīng)在“操作程序”中給出;e)熱導(dǎo)率的計(jì)算公式中給出的7μm12k碳纖維截面積為3.64×10-5有誤,應(yīng)該是4.61×10-7。經(jīng)過(guò)會(huì)議討論,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人接受了全部意見(jiàn),將對(duì)文本進(jìn)行相應(yīng)修改,SC13同意將修改后的文本提交ISO中央秘書(shū)處出版。

      (5)ISO/DIS 527-4《塑料—拉伸性能的測(cè)定—第4部分:各向同性和正交異性纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料試驗(yàn)條件》和ISO/DIS 527-5《塑料—拉伸性能的測(cè)定—第5部分:?jiǎn)蜗蚶w維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料試驗(yàn)條件》,2019年立項(xiàng)修訂,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人分別是德國(guó)施米爾(Schmeer)博士和日本松尾(Matsuo)博士,最終草案已完成,已提交ISO中央秘書(shū)處出版發(fā)布。

      (6)ISO/WD 14126《纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料——面內(nèi)壓縮性能的測(cè)定》,2019年立項(xiàng)修訂,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室西姆斯(Sims)博士和高爾(Gower)先生。本次將進(jìn)行比較大的修訂:

      ①在原來(lái)方法1“對(duì)端部加強(qiáng)片剪切加載”和方法2“底端直接加載和對(duì)端部加強(qiáng)片剪切加載的組合加載”兩種加載方法的基礎(chǔ)上增加方法3“底端直接加載”。

      ②增加更多的可滿足要求的夾具形式。例如表1所示的各種夾具形式。

      表1 可用的夾具形式

      ③考慮增加大尺寸的試樣,以涵蓋各類增強(qiáng)材料,特別是包括3D織物全單胞尺寸試樣。

      ④考慮包括三種應(yīng)變測(cè)量方法:應(yīng)變片、機(jī)械或光學(xué)引伸計(jì)(解析度~3-5με)和DIC(數(shù)字圖像相關(guān))。

      ⑤開(kāi)展國(guó)際實(shí)驗(yàn)室比對(duì)計(jì)劃,通過(guò)對(duì)不同材料、不同試樣尺寸,不同應(yīng)變測(cè)量方式,不同加載方法的試驗(yàn),驗(yàn)證方法的可靠性,得到方法的精密度。

      (7)ISO/CD 20975-1《纖維增強(qiáng)塑料——貫層厚度性能的測(cè)定——第1部分:直接拉伸和壓縮》,2017年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)的高爾(Michael Gower)先生,中國(guó)派專家參加了該項(xiàng)目。2019年中國(guó)參加了這個(gè)項(xiàng)目的國(guó)際循環(huán)比對(duì)試驗(yàn),在此次CD投票中,中國(guó)提出了14條意見(jiàn),除對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本表述上編輯性意見(jiàn)外,涉及技術(shù)方面的意見(jiàn)主要有:a) 建議修改標(biāo)準(zhǔn)的名稱:將“第1部分:直接拉伸和壓縮試樣設(shè)計(jì)”,改為“第1部分:直接拉伸和壓縮”;b) 建議對(duì)“儀器”的要求中增加對(duì)應(yīng)變通道數(shù)量的要求;c) 建議增加“使用液壓夾具進(jìn)行拉伸試驗(yàn)”的規(guī)定,使用楔形手動(dòng)夾具在鎖緊過(guò)程中會(huì)對(duì)試樣產(chǎn)生扭矩,可能對(duì)結(jié)果有影響;d) 建議明確規(guī)定Ⅰ型試樣結(jié)束試驗(yàn)(停止)的條件,即應(yīng)變或負(fù)載限值;e)其他涉及導(dǎo)言、范圍、術(shù)語(yǔ)定義和原理等的修改建議。我們的這些意見(jiàn)全都得到了采納。

      會(huì)議同意在對(duì)CD稿進(jìn)行修改后進(jìn)入DIS投票。

      (8)ISO/CD 23927《層合板和模塑料—預(yù)浸料—粘性的測(cè)定》,2019年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是韓國(guó)南國(guó)大學(xué)崔善雄(Sunwoong Choi)教授,中國(guó)派專家參加了該項(xiàng)目。該項(xiàng)目給出了用探頭接觸法測(cè)定預(yù)浸料粘性的方法。用一定直徑的圓形探頭與預(yù)浸料表面接觸,先施加壓力,再以一定的速度施加拉力使探頭與預(yù)浸料分離,記錄力——時(shí)間曲線,取最大載荷(或最大應(yīng)力)作為預(yù)浸料粘性值,以牛頓(或千帕斯卡)為單位。

      今年年初召開(kāi)了2次項(xiàng)目工作組會(huì)議,圍繞預(yù)浸料粘性的定義、探頭直徑、施加的壓強(qiáng)和加壓時(shí)間、拉伸速度以及溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響展開(kāi)了深入的討論。試驗(yàn)結(jié)果表明:①拉伸速度過(guò)低時(shí),破壞發(fā)生在預(yù)浸料內(nèi)部,速度過(guò)高時(shí),預(yù)浸料粘性不能得到充分地發(fā)揮。探頭直徑的大小對(duì)試驗(yàn)速度有影響;②粘性測(cè)量的應(yīng)力值與探頭直徑?jīng)]有關(guān)系,而受溫度的影響很大,對(duì)溫度相當(dāng)敏感;③粘性測(cè)量值隨壓力大小和加壓時(shí)間發(fā)生變化,壓力和加壓時(shí)間增加,粘性值增加,但最后會(huì)趨于穩(wěn)定,增大壓力可減少達(dá)到平衡的時(shí)間,這意味著預(yù)浸料的壓縮過(guò)程(或粘結(jié))是一種粘彈性現(xiàn)象。會(huì)議提出了開(kāi)展國(guó)際實(shí)驗(yàn)室的循環(huán)比對(duì)試驗(yàn),中國(guó)南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院、韓國(guó)碳纖維技術(shù)研究院、韓國(guó)南國(guó)大學(xué)、英國(guó)英斯特朗公司、英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室、日本東麗碳纖維等實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。WG2召集人高爾先生注意到,與本方法類似的倒置探頭法測(cè)定預(yù)浸料粘性的ASTM D2979-2016《使用倒置探頭試驗(yàn)機(jī)測(cè)定膠粘劑壓敏粘性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》已于2019年廢止,ASTM正在研制一個(gè)基于角度剝離的新測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn),這種新方法更能反映出當(dāng)今生產(chǎn)環(huán)境中使用自動(dòng)鋪帶機(jī)鋪設(shè)預(yù)浸料工藝所需要的特性。

      目前此項(xiàng)目正在進(jìn)行DIS的投票,待DIS投票結(jié)束將召開(kāi)專門工作組會(huì)議,對(duì)項(xiàng)目技術(shù)內(nèi)容開(kāi)展進(jìn)一步討論。

      (9)ISO/CD 23930《纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料——拉擠FRP型材全截面壓縮試驗(yàn)》,2020年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是中國(guó)清華大學(xué)馮鵬教授,這也是我國(guó)在復(fù)合材料領(lǐng)域提出的第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目得到各國(guó)專家認(rèn)可,進(jìn)展順利,將進(jìn)入DIS投票。

      (10)纖維增強(qiáng)塑料——無(wú)損檢測(cè)技術(shù),這是有關(guān)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的系列標(biāo)準(zhǔn),由英國(guó)NPL的高爾(Gower)先生于2020年提出,他先提出了4個(gè)項(xiàng)目,分別是ISO/NP8203-2《相控陣和空氣耦合》、ISO/NP8203-3《熱成像技術(shù)》、ISO/NP8203-4《激光錯(cuò)位散斑干涉》、ISO/NP8203-5《微波》。2021年進(jìn)行了NP投票,8票贊成,0票反對(duì),但由于英國(guó)投票失誤,未提名本國(guó)專家,該項(xiàng)目未能達(dá)到“至少5個(gè)國(guó)家提名專家”的新項(xiàng)目立項(xiàng)最低要求,未能立項(xiàng)。中國(guó)投了贊成票并提名了專家同時(shí)附帶了意見(jiàn),認(rèn)為“這個(gè)項(xiàng)目意義重大,它填補(bǔ)了NDT國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的空白,是產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)保證,有助于推動(dòng)復(fù)合材料的技術(shù)進(jìn)步和整體水平的提高”。會(huì)上高爾介紹了項(xiàng)目的意義和來(lái)源:無(wú)損檢測(cè)課題是在歐洲EMRP ENG57 VICEA(復(fù)合材料在能源應(yīng)用中的有效檢驗(yàn)技術(shù)(2014-2017)項(xiàng)目所做的工作基礎(chǔ)上提出的,這是一個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)之間相互比對(duì)相互補(bǔ)充,構(gòu)成一個(gè)完整的體系,以覆蓋不同的FRP材料和應(yīng)用領(lǐng)域。建立無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),是改進(jìn)缺陷檢測(cè)、識(shí)別和分級(jí)的重要手段,可以更好地發(fā)揮纖維增強(qiáng)塑料優(yōu)異的力學(xué)性能和抗疲勞性能,提高效率,更好地保證復(fù)合材料的安全使用。他還特別提到了中國(guó)對(duì)于該項(xiàng)目的支持。經(jīng)過(guò)討論,德國(guó)當(dāng)即表示愿意提名專家參加工作組,再加上英國(guó)自己的專家,預(yù)計(jì)可以達(dá)到立項(xiàng)要求。會(huì)議同意再重新發(fā)起一次NP投票。

      (11)ISO/DIS 24360《復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維——碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRPs)和金屬組件——十字拉伸強(qiáng)度的測(cè)定》,2018年立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是日本產(chǎn)業(yè)研究院堀內(nèi)(Shin Horiuchi)博士。該項(xiàng)目已順利通過(guò)DIS投票,將跳過(guò)FDIS階段,直接報(bào)ISO中央秘書(shū)處發(fā)布。

      (12)ISO/NP 8057《碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRPs)和涂層保護(hù)的金屬組件在中性氯化鈉溶液中電偶腐蝕速率的電化學(xué)測(cè)試方法》,2021年新立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是日本宇宙研究開(kāi)發(fā)署森本(T.Morimoto)博士,中國(guó)派專家參加了項(xiàng)目組。在航空領(lǐng)域CFRP和金屬用鉚釘或螺栓聯(lián)接的組件是廣泛應(yīng)用的,該方法用于測(cè)試和評(píng)價(jià)金屬聯(lián)接件與CFRP之間電偶腐蝕速率的一種加速試驗(yàn)方法。在進(jìn)行NP投票時(shí),中國(guó)提出了多條技術(shù)性的意見(jiàn)并得到采納。會(huì)議同意項(xiàng)目進(jìn)入CD投票。

      (13)ISO/NP 8060《復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維——碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRPs)和金屬組件——粘接界面耐久性的楔型試驗(yàn)》,2021年新立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是日本國(guó)立先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所堀內(nèi)信(Horiuchi Shin)博士,中國(guó)派專家參加了項(xiàng)目組。碳纖維復(fù)合材料與金屬材料2種異質(zhì)材料采用粘接的方式組合已成為輕型汽車和飛機(jī)裝配的關(guān)鍵技術(shù),工業(yè)上對(duì)粘接質(zhì)量和可靠性的要求越來(lái)越高,建立異質(zhì)材料粘接界面耐久性的試驗(yàn)方法,對(duì)于評(píng)價(jià)CFRP與金屬組件的可靠性是非常必要的。項(xiàng)目是在對(duì)鋁和碳纖維增強(qiáng)尼龍(PA6)的粘接界面的韌性和耐久性的試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上提出的,標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括:①CFRP/金屬厚度和厚度比的測(cè)定。②惡劣環(huán)境條件 (高溫、高濕、熱沖擊等) 下的裂紋擴(kuò)展的測(cè)量。③由裂紋長(zhǎng)度計(jì)算的斷裂韌性(G)。

      評(píng)價(jià)異質(zhì)材料粘接界面耐久性有2種方法,方法示意見(jiàn)圖1。一種是采用 ISO 22838的雙懸臂梁(DCB)試驗(yàn)(圖1 a),另一種就是本項(xiàng)目的楔形試驗(yàn)(圖1 b)。楔形試驗(yàn)方法是評(píng)價(jià)異質(zhì)材料粘結(jié)界面在惡劣環(huán)境條件下斷裂韌性和耐久性的一種簡(jiǎn)單方法,具有較強(qiáng)的鑒別能力。

      圖1 2種測(cè)量粘接界面耐久性試驗(yàn)方法示意圖

      在進(jìn)行NP投票時(shí),中國(guó)提出了多條技術(shù)性的意見(jiàn)并得到采納。會(huì)議同意該項(xiàng)目進(jìn)入CD投票階段。

      (14)ISO/NP 8065《復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維——用于粘接評(píng)估的裂紋擴(kuò)展的機(jī)械發(fā)光可視化方法》,2021年新立項(xiàng)制定,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是日本國(guó)立先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所寺崎(Nao Terasaki)博士,中國(guó)派專家參加了項(xiàng)目組。該方法是將一種應(yīng)力發(fā)光材料涂覆在試樣表面,在試樣的應(yīng)力集中處產(chǎn)生光點(diǎn),通過(guò)攝像機(jī)追蹤光點(diǎn)可以觀測(cè)到試樣發(fā)生破壞的過(guò)程(見(jiàn)圖2)。比目測(cè)的方法更能精確地捕捉到粘接界面上裂紋尖端位置,特別適用于難以用肉眼觀測(cè)的界面破壞的情況,可用于多種試驗(yàn),如:拉伸剪切(ISO 25217:2009)、Ⅰ型斷裂韌性(ISO 25217:2009、ISO/DIS 14272、ISO 7539-6)、剝 離(ISO 11339)、十字拉伸(ISO 14272:2016)等。

      圖2 試驗(yàn)過(guò)程的應(yīng)力發(fā)光點(diǎn)

      為了分享機(jī)械發(fā)光(ML)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn),項(xiàng)目負(fù)責(zé)人提出進(jìn)行ML測(cè)量的循環(huán)比對(duì)試驗(yàn),并準(zhǔn)備RRT的試樣,同時(shí)對(duì)文本進(jìn)行修改和完善準(zhǔn)備CD投票。

      (15)ISO 22841:2021《復(fù)合材料和增強(qiáng)材料纖維——碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬組合件——拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定》方法精密度研究

      ISO 22841:2021已于2021年1月8日發(fā)布。2021年3月日本組織了ISO 22841:2021的國(guó)際實(shí)驗(yàn)室循環(huán)比對(duì)試驗(yàn),日本國(guó)立先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所(AIST)、中國(guó)南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院(NGF)、UL印度私人有限公司、英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)、德國(guó)茲威克羅爾有限公司等5 個(gè)實(shí)驗(yàn)室參加。

      會(huì)議上,日本靜岡大學(xué)的巖田 (Iwata)教授報(bào)告了此次RRT的結(jié)果。5個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果如表2。

      表2 ISO 22841:2021 RRT試驗(yàn)結(jié)果

      按照ISO 5725-2:2019《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性的基本方法》計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表3。

      表3 ISO 22841:2021重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差

      由于本次RRT樣本量較小,精密度數(shù)據(jù)中只給出重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差Sr和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差SR,而沒(méi)有給出重復(fù)性限值r和再現(xiàn)性限值R。

      對(duì)制訂ISO 22841:2021第1號(hào)修改單《精密度數(shù)據(jù)》進(jìn)行DIS投票。

      3 復(fù)審標(biāo)準(zhǔn)的情況

      2021年對(duì)19個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了復(fù)審,結(jié)果如表4。

      南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院提出了對(duì)ISO 2113:1996 《增強(qiáng)材料——機(jī)織物——規(guī)格基礎(chǔ)》和ISO 3616:2001《紡織玻璃——短切原絲和連續(xù)長(zhǎng)絲氈——平均厚度、壓縮厚度和壓縮復(fù)原厚度的測(cè)定》進(jìn)行修訂的意見(jiàn),得到會(huì)議的支持,會(huì)議同意對(duì)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)修訂程序,由中國(guó)徐琪擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

      中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院提出了對(duì)ISO 14127: 2008《碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料——樹(shù)脂、纖維和孔隙含量的測(cè)定》進(jìn)行修訂的提案,提出在現(xiàn)有的方法A去除樹(shù)脂法和方法B厚度測(cè)量法2種方法的基礎(chǔ)上增加一個(gè)新的方法:方法C光學(xué)顯微鏡法。用光學(xué)顯微鏡觀察碳纖維增強(qiáng)塑料試樣的橫截面,通過(guò)圖像分析儀測(cè)量觀察面上的孔隙面積、碳纖維面積和觀察總面積。計(jì)算孔隙面積和碳纖維面積占總觀察面積的百分比,即得到孔隙和纖維的體積含量。與原來(lái)的2個(gè)方法相比,顯微鏡法的優(yōu)點(diǎn)是使用商業(yè)化儀器實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量,操作簡(jiǎn)單安全,不產(chǎn)生有害的化學(xué)廢物。這也是GB/T3365-2008《碳纖維增強(qiáng)塑料空隙率和纖維體積含量的測(cè)定》的方法,中國(guó)的提案得到支持,會(huì)議同意對(duì)ISO 14127: 2008啟動(dòng)修訂程序,由中國(guó)田垚暐擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

      北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院提出了對(duì)ISO 8605:2001《玻璃纖維增強(qiáng)塑料——片狀模塑(SMC)——規(guī)格基礎(chǔ)》進(jìn)行修訂的提案。提案針對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,提出了如下修訂建議:a) 修改標(biāo)準(zhǔn)名稱,增加增強(qiáng)材料的品種。SMC最早的增強(qiáng)材料是玻璃纖維,但隨著碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,碳纖維逐漸取代玻璃纖維應(yīng)用于SMC工藝。與玻璃纖維SMC相比,碳纖維SMC增加了制品強(qiáng)度,減輕了制品重量,已廣泛應(yīng)用于汽車、建筑等領(lǐng)域。玄武巖纖維也可用來(lái)制造SMC,玄武巖纖維具有較高的強(qiáng)度和模量、耐堿性和良好的熱穩(wěn)定性,在我國(guó)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用; b) 在SMC的產(chǎn)品分類中增加按固化收縮率的分類,如,通用、低收縮、微收縮、A級(jí)(零收縮)等;c) 根據(jù)樹(shù)脂類別、增強(qiáng)材料類別、增強(qiáng)材料長(zhǎng)度和分布形式以及占比、固化收縮率等對(duì)SMC進(jìn)行標(biāo)記,以更好地識(shí)別這些材料;d) 增加對(duì)SMC物理化學(xué)性能的表征參數(shù),以適應(yīng)材料應(yīng)用發(fā)展的需求。提案得到了支持,會(huì)議同意對(duì)ISO 8605:2001啟動(dòng)修訂程序,由于修訂的內(nèi)容多,特別是涉及標(biāo)準(zhǔn)范圍的擴(kuò)大,會(huì)議決定項(xiàng)目從NP階段開(kāi)始,由中國(guó)王占東擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

      4 新項(xiàng)目提案

      4.1 單層復(fù)合材料試樣拉伸性能的測(cè)定

      德國(guó)的施米爾(Schmeer)博士提出了建立單層復(fù)合材料拉伸性能測(cè)試方法的新提案。他在提案中說(shuō):許多生產(chǎn)程序是基于單層半成品(預(yù)浸料)進(jìn)行的,工業(yè)界需要對(duì)于單層單向試樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。ISO527-5雖然是針對(duì)單向纖維增強(qiáng)塑料的,但適用范圍是厚度至少1mm的試樣,不適用于單層試樣。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 65469:1992中有關(guān)于單層平板試樣拉伸的試驗(yàn)方法,但該標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已作廢。目前對(duì)厚度很薄的單層試樣的拉伸沒(méi)有測(cè)試方法。

      新提案針對(duì)單層試樣,特別是熱塑性或熱固性預(yù)浸料,夾持方式包括條形帶加強(qiáng)片的試樣(類似于ISO 527-5),和使用橡膠夾具的不帶加強(qiáng)片的試樣。2種夾持方式如圖3所示。

      會(huì)議同意提案人準(zhǔn)備PWI文件,明年會(huì)議上做進(jìn)一步的闡述。

      4.2 考慮非均勻應(yīng)變分布的隨機(jī)取向復(fù)合材料的拉伸性能分析

      由日本國(guó)家海洋研究院松尾剛(Tsuyoshi Matsuo)博士提出。研究表明,不同樹(shù)脂不同增強(qiáng)材料和不同成型工藝制作的復(fù)合材料,其機(jī)械性能亦有很大的不同。采用短切碳纖維絲束增強(qiáng)熱塑性預(yù)塑片材模壓工藝,成型周期短,制品機(jī)械強(qiáng)度高,是通常被使用的工藝方法。在預(yù)塑片材中,短切碳纖維絲束呈無(wú)定向隨機(jī)的分布狀態(tài),針對(duì)這種隨機(jī)取向的短切纖維增強(qiáng)的熱塑性預(yù)塑片材的拉伸強(qiáng)度和模量測(cè)試方法的研究,日本有如下結(jié)論:

      (1)拉伸模量測(cè)量平均值與試樣的寬度、厚度和測(cè)量應(yīng)變時(shí)的標(biāo)距長(zhǎng)度無(wú)關(guān)(見(jiàn)圖4a),而模量的CV值(變異系數(shù))會(huì)受到試樣厚度和標(biāo)距長(zhǎng)度的影響(見(jiàn)圖4b);

      (2)拉伸強(qiáng)度測(cè)量平均值與試樣寬度無(wú)關(guān)而受試樣厚度的影響,試樣厚度增加,強(qiáng)度值也增加(見(jiàn)圖4c)。強(qiáng)度CV值(變異系數(shù))隨著試樣寬度或厚度的增加,明顯降低(見(jiàn)圖4d)。

      圖4 短切纖維絲束增強(qiáng)熱塑性預(yù)塑片材拉伸強(qiáng)度和模量測(cè)試結(jié)果

      使用DIC(數(shù)字圖像相關(guān))對(duì)纖維長(zhǎng)度分別為26 mm、13 mm、6.5 mm的3種試樣條進(jìn)行定量應(yīng)力分析,得到如下結(jié)論:

      (1)模量測(cè)量平均值不受纖維長(zhǎng)度的影響;模量的CV值受試樣厚度和纖維長(zhǎng)度的影響,厚度越厚,CV值越低,纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng),CV值越大。

      (2)強(qiáng)度測(cè)量平均值受纖維長(zhǎng)度的影響,纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)強(qiáng)度越高;強(qiáng)度的CV值受試樣厚度和纖維長(zhǎng)度的影響,試樣厚度越厚,CV值越低,纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng),CV值越大。

      (3)所有的斷裂都發(fā)生在DIC觀測(cè)到的應(yīng)力較高的位置。

      利用試樣條尺寸與測(cè)量體積的關(guān)系可以預(yù)測(cè)力學(xué)性能的CV值,這有助于分析材料性質(zhì)的隨機(jī)性。理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證都證明應(yīng)力分布的不均勻性直接受隨機(jī)取向的復(fù)合材料試樣條尺寸的影響,試樣的尺寸和標(biāo)距長(zhǎng)度會(huì)影響到CV值基礎(chǔ)上的材料機(jī)械性能測(cè)量值。因此認(rèn)為,傳統(tǒng)的ISO 527-4的方法不能完全表征隨機(jī)取向的短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能,應(yīng)建立一個(gè)考慮非均勻應(yīng)變分布的隨機(jī)取向性質(zhì)材料的性能評(píng)價(jià)方法。

      會(huì)議同意提案人準(zhǔn)備PWI文件,明年會(huì)議上做進(jìn)一步的闡述。

      4.3 碳纖維復(fù)合材料(CFRP)機(jī)械加工試樣的質(zhì)量控制

      由韓國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院和韓國(guó)全州大學(xué)聯(lián)合提出。碳纖維復(fù)合材料的使用中經(jīng)常會(huì)遇到需要鉆孔、切裁等加工,常用的方法有機(jī)械鉆孔、機(jī)械切割、水切割、激光切割、激光打孔等,在這些過(guò)程中都可能遇到CFRP分層、燒結(jié)、磨損、碳化、毛刺、裂紋、表面粗糙、尺寸偏差等問(wèn)題(見(jiàn)圖5),最終影響到零件的性能。

      圖5 機(jī)械加工缺陷

      提案建議針對(duì)CFRP機(jī)械加工質(zhì)量,如表面粗糙度、分層、劈裂、垂直度、孔尺寸精度、磨損、毛刺、裂紋數(shù)量等,制訂一個(gè)通過(guò)圖像分析測(cè)量CFRP切割缺陷量化等級(jí)表征的標(biāo)準(zhǔn)。

      會(huì)議同意提案人準(zhǔn)備PWI文件,明年會(huì)議上做進(jìn)一步的闡述。

      4.4 碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)與金屬粘接結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)方法

      由韓國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院崔炳日(Byungil Choi)博士提出。CFRP和鋁材兩種異質(zhì)材料之間除采用機(jī)械緊固件聯(lián)接外主要是采用膠粘劑粘接,使用膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)是輕量化。異種材料粘接技術(shù)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),粘接強(qiáng)度對(duì)于纖維增強(qiáng)層合板在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的失效預(yù)測(cè)具有重要意義,測(cè)試方法的開(kāi)發(fā)對(duì)于粘接技術(shù)的發(fā)展具有主導(dǎo)作用。

      提案包括2個(gè)試驗(yàn)方法:

      方法Ⅰ 粘接強(qiáng)度試驗(yàn),試樣形式如圖6所示,CFRP和金屬用膠粘劑粘接,使用特制的夾具,對(duì)試樣進(jìn)行不同的角度拉伸試驗(yàn),使對(duì)粘接面產(chǎn)生不同的拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力,以評(píng)價(jià)粘接的效果。粘接強(qiáng)度試驗(yàn)夾具如圖7所示。

      圖6 粘接強(qiáng)度試驗(yàn)試樣

      圖7 粘接強(qiáng)度試驗(yàn)夾具

      方法Ⅱ 反對(duì)稱四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),沿粘接面缺口尖端軸線提供均勻的剪切場(chǎng)測(cè)定剪切性能(剪切強(qiáng)度和剪切模量),見(jiàn)圖8。

      圖8 反對(duì)稱四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)示意圖

      會(huì)議決定將這個(gè)提案登記為兩個(gè)PWI項(xiàng)目,一個(gè)為“CFRP/金屬粘接復(fù)合應(yīng)力試驗(yàn)”;另一個(gè)為“CFRP/金屬粘接接頭剪切試驗(yàn)”。提案人將準(zhǔn)備PWI文件,明年會(huì)議上做進(jìn)一步的闡述。

      4.5 創(chuàng)建“回收纖維”(recycled fiber)工作組(創(chuàng)建新WG)

      日本和韓國(guó)聯(lián)合提出了創(chuàng)建“回收纖維”新工作組的提案,同時(shí)提出了幾項(xiàng)關(guān)于回收碳纖維評(píng)估試驗(yàn)方法的新標(biāo)準(zhǔn)提案。

      日本東麗公司的Koji Yamaguchi(山口)博士在提案中說(shuō):2020年3月歐盟提出了“為了更清潔更有競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動(dòng)計(jì)劃,在其中的“塑料戰(zhàn)略”中已經(jīng)啟動(dòng)了一系列舉措以應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的公眾關(guān)切。預(yù)計(jì)在未來(lái)的20年里,塑料的消費(fèi)量將增加至現(xiàn)在的2倍,歐盟委員會(huì)將采取更多的有針對(duì)性的措施,來(lái)應(yīng)對(duì)這種無(wú)處不在的材料對(duì)可持續(xù)發(fā)展所帶來(lái)的挑戰(zhàn),并將繼續(xù)采取行動(dòng),促進(jìn)在全球范圍采取協(xié)調(diào)一致的辦法處理塑料污染的問(wèn)題。為了提高回收塑料的利用率并促進(jìn)更可持續(xù)地使用塑料,歐盟委員會(huì)將針對(duì)關(guān)鍵產(chǎn)品(例如包裝,建筑材料,車輛等)的減排措施提出強(qiáng)制性要求。

      韓國(guó)政府提出了資源循環(huán)框架法案(FARC),提出創(chuàng)建“資源循環(huán)型社會(huì)”的國(guó)家,以解決資源、能源和環(huán)境問(wèn)題。資源循環(huán)框架法案(FARC)包括四個(gè)方面:a)精減法規(guī):從廢棄物監(jiān)管中排除符合條件的廢棄物、放寬對(duì)安裝回收設(shè)施的監(jiān)管限制;b)管理資源再循環(huán)績(jī)效:按照體現(xiàn)技術(shù)水平和其他業(yè)務(wù)特征的目標(biāo)和指標(biāo)管理回收績(jī)效、增加回收資源的使用;c)收取廢棄物處理收費(fèi):減少可回收資源的填埋和焚燒;d)培育回收產(chǎn)業(yè):開(kāi)放再循環(huán)資源信息中心、提供金融及技術(shù)激勵(lì)措施和支持。

      日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI)于2020年5月提出了“循環(huán)經(jīng)濟(jì)(CE)2020愿景”,對(duì)發(fā)展循環(huán)材料和循環(huán)技術(shù)提出新的鼓勵(lì)措施。1999 年日本批準(zhǔn)了“循環(huán)經(jīng)濟(jì)1999愿景”,是世界上最早做出此類承諾的國(guó)家之一?!?999愿景”的措施中除了加強(qiáng)常規(guī)的回收外,還提出全面引入3Rs,即控制廢物產(chǎn)生(Reduce)、重復(fù)使用產(chǎn)品或零件(Reuse)、材料回收循環(huán)(Recycle)。20年過(guò)去了,放眼世界,預(yù)計(jì)到2050 年人口將達(dá)到 97 億,將導(dǎo)致對(duì)生物質(zhì)、化石燃料和金屬等材料的需求增加,同時(shí)帶來(lái)廢物量的增加,使全球變暖等環(huán)境問(wèn)題愈演愈烈??諝夂退茸鳛楣伯a(chǎn)品的自然資源也受到高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增長(zhǎng)的破壞。氣候變化、海洋塑料垃圾等全球性問(wèn)題也正面臨臨界點(diǎn)?!?020愿景”從完善法律制度、減少?gòu)U物產(chǎn)生和提高回收率、擴(kuò)大環(huán)境相關(guān)業(yè)務(wù)等方面回顧了“1999愿景”的成就,提出了新的日本循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向:①向“更循環(huán)的商業(yè)模式過(guò)渡”:制造商和服務(wù)商要轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)循環(huán)和引領(lǐng)資源循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)產(chǎn)業(yè)、轉(zhuǎn)向廢棄物管理和回收產(chǎn)業(yè)、鼓勵(lì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的志愿活動(dòng);②建立市場(chǎng)和社會(huì)的評(píng)價(jià)體系;③盡早建立彈性資源流通體系,并給出了急需發(fā)展資源流通體系的5個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域:塑料、紡織品、碳纖維增強(qiáng)聚合物、電池、光伏板。

      在新的循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策的引導(dǎo)下,碳纖維回收技術(shù)和回收材料的評(píng)估技術(shù)將得到大力的發(fā)展,為了適應(yīng)回收技術(shù)的發(fā)展的需求,更好地開(kāi)展回收碳纖維性能測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。提議在“增強(qiáng)纖維和復(fù)合材料技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC61/SC13)”下成立一個(gè)新工作組——“回收纖維”工作組。

      韓國(guó)全州大學(xué)Haeseong Lee(李海成)教授報(bào)告了韓國(guó)回收碳纖維評(píng)價(jià)技術(shù)方面的研究,他在報(bào)告中說(shuō):據(jù)估計(jì),目前有超過(guò)30%的碳纖維最終會(huì)在其生命周期的某個(gè)時(shí)刻成為廢棄物,這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是徹底改變碳纖維市場(chǎng)的又一個(gè)機(jī)會(huì)。作為許多商業(yè)應(yīng)用的低成本替代品的理想選擇,回收碳纖維將碳纖維的力量與可持續(xù)性相結(jié)合,即使拉伸強(qiáng)度降低了10%~20%,回收碳纖維仍然是市場(chǎng)上強(qiáng)度最高的增強(qiáng)纖維之一,這就是碳纖維的優(yōu)勢(shì)。

      目前回收碳纖維(RCF)的特性表征信息僅提供上漿劑含量、含水率、松散體積密度、纖維長(zhǎng)度等指標(biāo),為了擴(kuò)大占世界碳纖維總產(chǎn)量30%的RCF的應(yīng)用領(lǐng)域,需要對(duì)回收碳纖維特性進(jìn)行評(píng)估,需要提供更多更明確的表征產(chǎn)品性能的指標(biāo)和要求。這些性能包括:拉伸強(qiáng)度和模量、表面特性(借助掃描電鏡、原子力顯微鏡和/或XPS分析得到的)、結(jié)構(gòu)特性(借助XRD和/或拉曼光譜分析得到的)、電學(xué)和熱力學(xué)特性等。

      作為對(duì)成立新工作組的支撐,日本和韓國(guó)提出了幾項(xiàng)回收碳纖維性能評(píng)估方法新標(biāo)準(zhǔn)提案:

      回收碳纖維性能評(píng)估(日本)

      ——第1部分:回收碳纖維拉伸性能的測(cè)定

      ——第2部分:回收碳纖維界面結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定

      PAN基回收碳纖維性能評(píng)估指南(韓國(guó))

      ——第1部分:方法指南

      ——第2部分:試樣

      ——第3部分:試驗(yàn)方法

      ——第4部分:綜合性能試驗(yàn)環(huán)境條件

      ——第5部分:可靠性環(huán)境條件

      計(jì)劃2023年9月新工作組正式成立,同時(shí)幾個(gè)支撐性的回收碳纖維評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目完成NP投票,并爭(zhēng)取進(jìn)入到CD階段。

      5 收獲和體會(huì)

      今年會(huì)議中國(guó)取得了豐碩的成果,SC13會(huì)議形成的23項(xiàng)決議中,與中國(guó)相關(guān)的有6項(xiàng):

      第4項(xiàng),TC 61/SC 13 同意ISO/DIS 2078《玻璃纖維——紗——代號(hào)》 跳過(guò)FDIS ,直接送ISO/CS出版。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐琪,中國(guó)

      第6項(xiàng),TC 61/SC 13 同意修訂ISO2113:1996《增強(qiáng)材料——機(jī)織物——規(guī)格基礎(chǔ)》,范圍不變,從FDIS投票開(kāi)始。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐琪,中國(guó)

      第7項(xiàng),TC 61/SC 13 同意修訂ISO3616:2001《紡織玻璃——短切原絲和連續(xù)長(zhǎng)絲氈——平均厚度、壓縮厚度和壓縮復(fù)原厚度的測(cè)定》,范圍不變,從DIS投票開(kāi)始,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐琪,中國(guó)

      第10項(xiàng),TC 61/SC 13 同意 ISO/CD 23930《纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料——拉擠FRP型材全截面壓縮試驗(yàn)》,進(jìn)入DIS投票階段。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馮鵬,中國(guó)

      第13項(xiàng),TC 61/SC 13 同意修訂 ISO 14127:2008《碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料——樹(shù)脂、纖維和孔隙含量的測(cè)定》,范圍不變,從CD投票階段開(kāi)始,項(xiàng)目周期36個(gè)月,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人田垚暐,中國(guó)

      第15項(xiàng),TC 61/SC 13 同意修訂 ISO 8605:2001《玻璃纖維增強(qiáng)塑料——片狀模塑(SMC)——規(guī)格基礎(chǔ)》,標(biāo)準(zhǔn)名稱和范圍改變,從NP投票階段開(kāi)始,項(xiàng)目周期36個(gè)月,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王占東,中國(guó)

      今年會(huì)議中國(guó)的成績(jī)主要有以下幾方面:a)中國(guó)承擔(dān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的兩個(gè)項(xiàng)目全部順利進(jìn)入下一階段;b) 在增強(qiáng)纖維和復(fù)合材料兩個(gè)工作領(lǐng)域爭(zhēng)取到四個(gè)新項(xiàng)目的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(project leader);c)參加的ISO 22841:2021《復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維——碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬組合件——拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定》國(guó)際實(shí)驗(yàn)室的循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)取得良好成績(jī)和效果;d)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案文本提出關(guān)鍵性的意見(jiàn)并得到采納,爭(zhēng)取了多的話語(yǔ)權(quán),更好的展現(xiàn)了中國(guó)的技術(shù)實(shí)力和科技發(fā)展水平。

      2021年,我們組織專家對(duì)7個(gè)NP投票和3個(gè)CD投票的標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行研究,提出意見(jiàn)50多條,其中90%以上都得到采納。完成復(fù)審?fù)镀?9項(xiàng),對(duì)其中4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提出了復(fù)審意見(jiàn),并爭(zhēng)取到了這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂,擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。2021年有6名專業(yè)技術(shù)人員參加了新項(xiàng)目工作組,其中3人承擔(dān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(南京玻玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院徐琪,北京航空材料研究院田垚暐,北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院王占東),我們欣喜地看到更多的年青技術(shù)人員能夠有機(jī)會(huì)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的工作實(shí)戰(zhàn)中得到鍛煉,一支從事國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究的專業(yè)人才隊(duì)伍正在成長(zhǎng)。衷心希望這樣的勢(shì)頭能堅(jiān)持下去,延續(xù)傳承下去,希望能通過(guò)我們不懈的努力,使中國(guó)在增強(qiáng)纖維與復(fù)合材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的舞臺(tái)上發(fā)揮更大的作用。

      復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展非常迅速,每年都有多項(xiàng)新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目立項(xiàng)。新技術(shù)轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的速度之快令我們既驚又喜。舉例來(lái)說(shuō),數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)是一種非接觸式的應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),用于固體材料和結(jié)構(gòu)表面全場(chǎng)位移及變形測(cè)量的圖像測(cè)量方法。它是將物體表面灰度隨機(jī)分布的自然紋理或人工散斑場(chǎng)作為變形信息載體,通過(guò)對(duì)加載過(guò)程中的試驗(yàn)件表面的視頻圖像離散點(diǎn)的位置進(jìn)行追蹤,計(jì)算位移場(chǎng),并通過(guò)對(duì)位移場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)數(shù)值差分計(jì)算獲得全場(chǎng)應(yīng)變。這是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),2016年9月我們?cè)L問(wèn)德國(guó)ZwichRoell時(shí),該項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有成為主流,從設(shè)備制造商的觀點(diǎn)出發(fā),機(jī)械測(cè)量是首選,最后才考慮圖像測(cè)量。而到2021年DIC已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的熱點(diǎn)。例如,在ISO 14126的修訂文本中,已將DIC列入標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)變測(cè)量的三種方法之一(應(yīng)變片、引伸計(jì)和DIC),同時(shí)還將針對(duì)性地開(kāi)展國(guó)際實(shí)驗(yàn)室間的循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)。2021年新立項(xiàng)的ISO/NP 8065《復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維——用于粘接評(píng)估的裂紋擴(kuò)展的機(jī)械發(fā)光可視化方法》就是利用DIC追蹤測(cè)量層間破壞裂紋尖端的位置。在這個(gè)方法中還應(yīng)用了一種新材料——應(yīng)力發(fā)光材料,在我國(guó)多以實(shí)驗(yàn)室研究為主,已開(kāi)始在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中得到應(yīng)用。

      碳纖維及碳纖維復(fù)合材料的回收利用是近年關(guān)注和研究的熱點(diǎn),碳纖維回收技術(shù)在我國(guó)剛剛起步,目前還只是在實(shí)驗(yàn)室的研究階段。而在此次會(huì)議上,日本提出成立“回收纖維”標(biāo)準(zhǔn)化工作組,展開(kāi)回收纖維性能的測(cè)試和評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)的研究,以支撐回收碳纖維技術(shù)的研發(fā)和回收碳纖維的應(yīng)用。同時(shí)日本還提出了幾項(xiàng)制訂回收碳纖維性能評(píng)估方法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的提案,這表明在評(píng)估回收碳纖維性能方面日本已經(jīng)有了成熟可靠的技術(shù),并且這些技術(shù)很快將成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

      今年的會(huì)議使我們感到信息量豐富,收獲多多,也使我們認(rèn)識(shí)到在增強(qiáng)纖維和復(fù)合材料的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域,與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我們尚有很大的差距,任重道遠(yuǎn)。

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