T-SZJL 11-2024 碳纳米管纤维及丝束直径及横截面积的测 定

ICS59.100.20

CCSQ53

SZJL

苏州市计量测试学会团体标准

T/SZJL11—2024

碳纳米管纤维及丝束直径及横截面积的测

定

Carbonnanotubefibersandfibertow-Determinationofdiameterandcross-section

area

2024-xx-xx发布2024-xx-xx实施

苏州市计量测试学会发布

T/SZJL11—2024

目次

前言............................................................................II

引言...........................................................................III

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4试验条件.............................................................................1

5试验材料和设备.......................................................................1

6试验方法.............................................................................2

7试验报告.............................................................................3

I

T/SZJL11—2024

碳纳米管纤维及丝束直径及横截面积的测定

1范围

本文件规定了碳纳米管纤维、碳纳米管纤维丝束直径的测试方法。

本文件适用于碳纳米管纤维、碳纳米管纤维丝束，其它含有碳纳米管的复合纤维可参考本文件。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T29762-2013碳纤维纤维直径和横截面积的测定

GB/T36422-2018化学纤维微观形貌及直径的测定扫描电镜法

GB/T34520.2-2017连续碳化硅纤维测试方法第2部分：单纤维直径

T/SZJL7-2024碳纳米管纤维及丝束力学性能的测定

3术语和定义

T/SZJL7-2024确立的术语以及以下术语和定义适用于本文件。

横截面积crosssectionalarea

垂直纤维轴向的截面形状的面积，单位为m2或mm2。

4试验条件

温度(23±10)℃，相对湿度(50±20)%。试验前，将试样在上述环境下放置不少于12小时。

5试验材料和设备

5.1光学显微镜

分辨率不低于0.1µm。

5.2离子研磨仪

切割达到500µm/h以上，切割温度控制在室温。

5.3扫描电镜

最大放大倍数不小于1000倍。二次电子图像分辨率不低于20nm。

5.4载玻片

用于放置纤维。

5.5胶带

用于固定纤维。

1

T/SZJL11—2024

5.6导电胶

用于固定纤维和导电连接。

6试验方法

取长度为L的纤维样品。至少取5段。

碳纳米管纤维样品长度为10cm±0.1cm。

6.1纤维直径的测量

通过光学纤维镜测量法或扫描电镜法测量，此方法适用于圆形截面的纤维。对圆形纤维，利用显微

镜聚焦技术，观察纤维的表面微观形貌，在图像上测量纤维纵侧面两个边缘间的距离得到纤维直径。光

学显微镜方法的准确度受限于衍射效应，可用于测试10μm以上直径的纤维。当纤维直径小于10μm时

用扫描电镜法测试。

6.1.1试样制备

光学纤维镜法：截取2cm左右长度的纤维或丝束放置于载玻片上，两端用胶带固定。

扫描电镜法：截取0.5cm左右长度的纤维或丝束，用导电胶固定在样品台上。

取样需要间隔一定距离长度截取，至少取5个样品。

6.1.2试验步骤

6.1.2.1样品放置

将载玻片放置于光学显微镜的载物台上，具体测试步骤按照GB/T29762-2013第9章9.1部分进行。

6.1.2.2样品测量

将样品台放置于扫描电镜置物台上，具体测试步骤按照GB/T36422-2018化学纤维微观形貌及直

径的测定扫描电镜法的测定第7章进行。

6.1.2.3数据记录

确保在不同位置得到10个以上有效直径数据。对于均匀性差的样品，至少在不同位置获得20个以上

有效数据。

6.1.3试验数据处理

用图像检测与分析系统量取纤维或丝束纵侧面两个边缘间的距离，得到纤维或丝束的直径d，并利

用面积计算公式（1）得到纤维或丝束的横截面积。

휋푑2

푆=··························································(1)

4

式中：푆-----------------被测纤维或丝束样品的横截面积，单位为μm2；

푑-----------------被测纤维或纤维丝束的等效直径，单位为μm。

6.2等效直径法

根据纤维或丝束的密度和线密度计算方法，等效计算纤维或丝束的直径。

6.2.1线密度测量

按照T/SZJL11-2024进行测量和计算。如相关标准更新则按照最新标准执行。

6.2.2密度测量

按照T/SZJL12-2024进行测量和计算。如相关标准更新则按照最新标准执行。

2

T/SZJL11—2024

6.2.3实验数据处理

按照线密度、密度换算关系，通过计算获得纤维与纤维丝束等效直径d，计算方法公式（2）。

4푡×1000

푑=√·······················································(2)

휋∙휌

式中:푡-----------------被测纤维与纤维丝束的线密度，单位为tex；

휌-----------------被测纤维与纤维丝束的密度，单位为g/cm3。

6.3纤维横截面积的测量

用光学显微镜或扫描电子显微镜观察垂直于现为轴的截面。此方法主要适用于圆形和非圆形截面

纤维或丝束。

6.3.1试样制备

截面切割：截取多个0.5cm左右长度的纤维或丝束，用导电胶固定在样品台上。利用光学显微镜选

取切割的位置，对腔体进行抽真空处理，设置一定的离子束流进行切割，通常先用较高能量的离子束切

断纤维或丝束，再用低能量的离子束对截面进行抛光处理。样品要在不同位置的纤维截取，至少准备5

个样品，至少切割10个截面。

6.3.2试验步骤

将切割后的截面置于扫描电镜垂直载物台上，按照GB/T29762-2013第7章对纤维或丝束截面进行测

量，得到纤维或丝束的横截面扫描图像，用图像分析软件对扫描图像进行分析。

6.3.3试验数据处理

用图像检测与分析系统（如：ImageJ等图像分析软件等）在6.2.2获取的图像上测量每个纤维或丝束

的横截面积S。并可以根据公式（3）计算纤维或丝束的等效直径。

푆

푑=2√·························································(3)

휋

式中:푆-----------------被测纤维或丝束样品的横截面积，单位为平方毫米（μm2）；

푑-----------------被测纤维或纤维丝束的等效直径，单位为微米（μm）。

7试验报告

试验报告应给出以下几个方面的内容：

1)被测试样的完整详情，包括类别、代号等；

2)所使用的标准（包括发布或出版年号）；

3)说明所选用的方法；

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