纳米纤维张力仪

  由北京时代集团制造的JQN04C型纳米纤维张力仪是国内目前唯一能够豪牛力的拉力试验机。试验机采用机械力学和形态光学同步分析方法测量纤维拉伸过程中的物理变化，突破了传统单纤维强力仪YG00X只测量力学性能的不足，能得到更可靠测试结果。

  试验机能够满足的限位对象范围广泛，能够测量点纤维力学特征指标丰富。可测量微米级和亚微米级纤维（包括纳米复合纤维）强力特征。可根据应力应变曲线计算弹性模量、拉伸功、断裂应力、断裂应变、拉伸回复比等指标。可设定应力或伸长恒定，测量纤维屈服蠕变性能。

  （1）纳米纤维张力仪的主要技术指标 a）纤维隔距长度最小可为1mm，最大伸长度200mm  b）纤维拉伸速度（30~150）mm/min  c）力值精度0.001mN，图像分辨率为24像素/微米，适用于亚微米纤维及弹性纤维测量。

  （2）张力仪工作原来与结构 试验机采用垂直拉伸方式，利用机械力学和形态光学同步分析测量纤维拉伸过程中的物理变化，精密悬臂式微力测量装置和长焦距高倍光学系统使得拉伸纳米纤维变得可能。仪器分拉伸部分和形态光学测量部分，精密拉伸部分保证了拉伸平稳准确，长焦距显微光学测量拉伸形态变化能够精确获取。

  纳米纤维由于纤维非常微小装样较为困难，可采用模版法辅助制样。试验时先把纳米纤维黏贴在矩形模版上，后再把模版装入两个夹头，沿虚线剪开模版，，进行拉伸测试。拉伸在密闭的空气环境中进行，减小空气震动对试验的不利影响。试验拉伸过程由显微系统监控并测试。

  （3）制造和检验依据 纳米纤维张力仪属于纤维拉伸性能分析类仪器，参照相关标准进行制造检验，如BS EN ISO5079: 1996 Textiles. Fibres. Determination of breaking force and elongation at break of individual fibres和 GB/T 9997-1998化学纤维单纤维断裂强力和断裂伸长的测定。同时由于检测对象为纳米纤维，因此对力测量精度有更高要求，一般要求达到微牛级。形态测量精度必须在10像素/微米以上。

  （4）常见故障，调试、修理、改造方法  纳米纤维的拉伸性能的测试，对于力学和形变测量要求极高，正式测量前必须对力值量和形变量进行标定校准。环境和电机造成的震动均会对测量造成不利影响，由于测量对象特殊性及其测量精密性，测量最好在微小密闭抗震动平台上进行，有利于精确数值获取。

    （5）国内外水平比较及发展趋势  目前国内外纳米纤维拉伸性能测量主要采用改装过的原子显微镜AFM进行测量，测量精度高，然而由于AFM造价昂贵，且不能进行纤维形态变化的实时在线测量，限制了该方法的普及。然而业内需要专门用于纳米纤维拉伸性能常规测量的设备，纳米纤维张力仪就是能满足此类纤维常规测量的专门设备，代表今后测量该类纤维的发展方向。