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使用三维轮廓测量法的复合材料分析

非接触式轮廓测量法对复合材料的重要性

尽量减少缺陷是至关重要的,这样复合材料在加固应用中才会尽可能的强大。作为一种各向异性的材料,关键是编织方向的一致性,以保持高性能的可预测性。复合材料是强度与重量比最高的材料之一,在某些情况下,它比钢更强。重要的是要限制复合材料的表面暴露面积,以减少化学脆弱性和热膨胀效应。轮廓测量法的表面检测对于复合材料的质量控制生产至关重要,以确保在长期使用中的强大性能。

纳诺维亚的 3D 非接触式轮廓仪 与其他表面测量技术(例如接触式探针或干涉测量法)不同。我们的轮廓仪使用轴向色差来测量几乎任何表面,开放式样品台允许测量任何尺寸的样品,无需准备。在表面轮廓测量过程中获得纳米到宏观测量,样品反射率或吸收的影响为零。我们的轮廓仪可以轻松测量任何材料:透明、不透明、镜面、漫射、抛光和粗糙,具有无需软件操作即可测量高表面角度的先进能力。非接触式轮廓仪技术提供了理想且用户友好的功能,可最大限度地进行复合材料表面研究;以及 2D 和 3D 组合功能的优势。

测量目标

本应用中使用的Nanovea HS2000L轮廓仪测量了两个编织的碳纤维复合材料的表面。表面粗糙度、编织长度、各向同性、分形分析和其他表面参数被用来描述复合材料的特征。测量的区域是随机选择的,并假定足够大,可以使用Nanovea强大的表面分析软件比较属性值。

结果和讨论

表面分析

 
 
 
高度参数决定了低纤维与基体比率的复合材料部件的粗糙程度。我们的结果比较了不同的编织类型和织物,以确定表面光洁度的后处理。在可能涉及空气动力学的应用中,表面光洁度变得至关重要。
 
同向性

各向同性显示了编织的方向性,以确定预期的属性值。我们的研究表明,双向复合材料是~60%的各向同性,正如预期。同时,单向复合材料是~13%的各向同性,由于强大的单纤维路径方向纤维。

编织分析
 

编织尺寸决定了复合材料中使用的纤维的包装和宽度的一致性。我们的研究表明,我们可以很容易地测量织造尺寸,精确到微米,以确保零件的质量。

纹理分析

主导波长的纹理分析表明两种复合材料的股线尺寸都是4.27微米厚。纤维表面的分形维度分析决定了光滑度,以寻找纤维在基体中的固定程度。单向纤维的分形尺寸高于双向纤维,这可能影响复合材料的加工。

总结

在这个应用中,我们已经表明Nanovea HS2000L非接触式轮廓仪可以精确地描述复合材料的纤维表面。我们用高度参数、各向同性、纹理分析和距离测量等方法区分了碳纤维的编织类型的差异。

我们的轮廓仪表面测量精确和快速地减轻了复合材料的损坏,这减少了零件的缺陷,最大限度地提高了复合材料的能力。Nanovea的3D轮廓仪速度范围从<1mm/s到500mm/s,适合于研究应用到高速检查的需要。Nanovea的轮廓仪是解决方案
以满足任何复合测量的需要。

现在,让我们来谈谈你的申请

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