Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10972-4:2015 về Chất dẻo gia cường sợi

• Số hiệu: TCVN10972-4:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

1 Thanh dưỡng kim loại (5.2.7) 2 Màng chịu áp (5.2.4) 3 Vật liệu thoát khí (5.2.5) 4 Tấm đế khuôn 5 Màng chống dính (5.2.2) 6 Gioăng cao su (5.2.1)

7 Tấm đậy khuôn 8 Xếp lớp như trong Hình 3 9 Tấm dưới của máy ép 10 Cung cấp khí nén 11 Nối đến chân không

Hình 4 - Ví dụ về đúc trong máy ép có túi khí

CHÚ DẪN

1 Tấm đậy

2 Tấm đế

3 Thanh dẫn hướng

4 Tấm cữ có độ dày thích hợp

5 Vật liệu hấp thụ (5.2.6)

6 Thanh dưỡng kim loại (5.2.7)

...

...

...

8 Xếp lớp

Hình 5 - Cách lắp ráp tấm thử đặc trưng cho đúc trong máy ép

6.5  Nhiệt độ, áp lực và thời gian đóng rắn phải theo quy định trong bảng dữ liệu của vật liệu hoặc được xác định theo thỏa thuận giữa các bên liên quan và sẽ phụ thuộc vào loại nhựa và chất đóng rắn. Nhiệt độ quy định phải được duy trì trong suốt quá trình đóng rắn, nghĩa là nhiệt độ được chỉ ra bởi thiết bị đo nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng yêu cầu đối với hệ nhựa sử dụng (xem Hình 6). Nhiệt độ tại điểm bất kỳ trên bề mặt của tấm thử trong quá trình đúc không được chênh lệch nhiều hơn ± 2 °C so với giá trị nhiệt độ được chỉ ra bởi thiết bị đo nhiệt độ trong suốt quá trình đúc.

CHÚ DẪN

X Nhiệt độ đóng rắn, °C

Y Biến thiên cho phép của nhiệt độ, °C

Hình 6 - Ví dụ về biến thiên cho phép của nhiệt độ đóng rắn

6.6  Sau khi hoàn thành quá trình đóng rắn, lấy tấm thử ra khỏi máy ép hoặc autoclave và làm mát, nếu cần, theo cách sao cho tránh được sự biến dạng, phá hủy, v.v...

...

...

...

6.8  Cắt bỏ ít nhất 10 mm từ các mép của tấm thử.

6.9  Nếu không quy định cách xử lý khác, tấm có thể được dùng để chế tạo mẫu thử trong điều kiện này. Một số hướng dẫn về cách gia công có thể xem trong ISO 2818, tiêu chuẩn chung về việc gia công chất dẻo.

Nếu không quy định trong tiêu chuẩn phương pháp thử tương ứng, kiểu mẫu thử được cắt từ tấm, kích thước của mẫu thử và hướng của mẫu thử tương ứng với hướng của vật liệu gia cường trong tấm phải tuân theo thỏa thuận riêng

7  Xác định chất lượng của tấm thử

7.1  Cân tấm đã được cắt gọt chính xác đến 0,1 g.

7.2  Sử dụng thước (5.1.4) đo chiều dài và rộng của tấm đã được cắt gọt dọc theo từng cạnh, chính xác đến 0,5 mm. Tính giá trị trung bình của từng cặp giá trị đo và làm tròn đến milimét.

7.3  Sử dụng thước đo micromet (5.1.5), đo độ dày tại từng góc (nhưng không gần hơn 25 mm so với mép) và ở tâm, chính xác đến 0,05 mm. Tính giá trị trung bình của năm giá trị đo và làm tròn chính xác đến 0,1 mm.

7.4  Xác định sự đồng đều của lỗ xốp và các khuyết tật khác trong tấm bằng phương pháp không phá hủy (ví dụ kiểm tra bằng siêu âm C-scan), sử dụng quy trình được thỏa thuận giữa các bên liên quan (nếu có yêu cầu).

7.5  Chỉ cắt mẫu thử ở các diện tích đồng đều và diện tích chấp nhận được khác.

...

...

...

a). Xác định khối lượng riêng của các mẫu thử theo một trong các phương pháp quy định trong các phần khác nhau của TCVN 6039 (ISO 1183).

b) Đối với cả hai mẫu thử, xác định hàm lượng sợi theo thể tích hoặc khối lượng theo TCVN 10586 (ISO 1172) đối với nhựa gia cường thủy tinh hoặc sợi trơ khác hoặc xác định theo TCVN 10594 (ISO 14127) đối với nhựa gia cường sợi cácbon.

c) Xác định độ rỗng theo ISO 7822 hoặc TCVN 10594 (ISO 14127).

8  Độ chụm

Xem Phụ lục B.

9  Báo cáo chế tạo tấm thử

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Thời gian và địa điểm chế tạo tấm thử;

c) Chi tiết số lớp, thứ tự xếp lớp và hướng của các lớp;

...

...

...

e) Mô tả thiết bị sử dụng (loại máy ép, loại autoclave, loại khuôn, phương pháp kiểm tra nhiệt độ và áp lực .v…);

f) Chi tiết quy trình làm việc (áp lực đúc hoặc biểu đồ thời gian-lực, biểu đồ nhiệt độ-thời gian, thời gian và nhiệt độ đóng rắn sau v.v...);

g) Khối lượng của tấm, tính bằng gam;

h) Chiều dài, chiều rộng và độ dày của tấm thử (các giá trị riêng lẻ và giá trị trung bình), tính bằng milimét;

i) Hàm lượng sợi của tấm (khi được xác định) (các giá trị riêng lẻ và giá trị trung bình tính bằng phần trăm khối lượng và phần trăm thể tích);

j) Độ rỗng của tấm (khi được xác định) (các giá trị riêng lẻ và giá trị trung bình tính bằng phần trăm thể tích);

k) Sự đồng đều của tấm (khi được xác định) xác định bằng một phương pháp không phá hủy, ghi lại phương pháp sử dụng;

l) Bất kỳ sai khác nào so với tiêu chuẩn này.

...

...

...

(quy định)

Hệ thống ký hiệu xếp chồng

A.1  Hướng dẫn

Mục đích của hệ thống ký hiệu xếp chồng nhiều lớp là cung cấp phương pháp mô tả trình tự xếp lớp của một tấm nhiều lớp dựa trên các lớp đơn hướng hoặc vải gia cường. Sử dụng hệ ký hiệu này sẽ tránh nhầm lẫn và cũng tránh được việc chế tạo và thử các tấm không phù hợp.

A.2  Hướng và mặt phẳng tham chiếu

Hướng và mặt phẳng tham chiếu được lựa chọn trước khi chuẩn bị ký hiệu như sau:

- Mặt phẳng tham chiếu thường được ký hiệu là lớp đáy của tấm nhiều lớp. Lớp trên cùng cũng có thể được sử dụng và nếu có thì phải được chỉ ra trong ký hiệu.

- Hướng tham chiếu, đôi khi được gọi là hướng 0 độ (0°), thường là hướng sợi cơ bản trong mặt phẳng tham chiếu hoặc hướng sợi cơ bản trong toàn bộ tấm nhiều lớp. Hướng này được ký hiệu là 0°. Góc dương được đo theo ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn về phía mặt phẳng tham chiếu (nghĩa là từ phía trên đối với một mặt phẳng tham chiếu đáy).

...

...

...

A.3  Thông số ký hiệu

Ký hiệu có các dạng chung như sau:

X : [(θ₁m₁b₁ / θ₂m₂b₂)_n]_sL

Trong đó

X

(tùy chọn) chỉ ra tổng số các lớp (xem Điều A.4).

Chỉ số 1,2, v.v...

được sử dụng để thể hiện cho từng lớp riêng (hoặc một tập hợp các lớp) có hướng θ, loại vật liệu b và số của các lớp m.

θ

...

...

...

m

là số các lớp theo một hướng cụ thể được xếp chồng với nhau.

b

là ký hiệu của loại vật liệu (ví dụ b_x, b_x+1 v.v...) trong đó các vật liệu khác nhau được sử dụng (loại sợi khác nhau và/hoặc mẫu sợi khác nhau). Giải thích được nêu trong chú thích.

n

là con số ký hiệu số lớp hoặc tổ hợp các lớp được xếp lần lượt theo cùng hướng. Các tập hợp này được để trong ngoặc đơn.

s

được sử dụng là chỉ số thể hiện sự đối xứng hình học quanh mặt phẳng giữa (nghĩa là khi một nửa số lớp của tấm được xếp như một mặt gương so với nửa còn lại).

f

...

...

...

L

đưa ra hướng dẫn bổ sung không liên quan đến hướng lớp nhưng liên quan đến trình tự lớp như "xiên lệch", "so le", "bề mặt kín", "xếp chồng" v.v... Các điều này phải được mô tả đầy đủ trong các chú thích kèm theo.

A.4  Mô tả các ký hiệu

Hệ thống ký hiệu chồng lớp được mô tả như sau:

- Hướng của các lớp được liệt kê từ trái sang phải của ký hiệu, bắt đầu từ mặt phẳng tham chiếu và tiếp tục cho đến mặt đối diện của tấm nhiều lớp;

- Một vạch chéo được đặt vào giữa ký hiệu của mỗi lớp (ví dụ 0/90/0);

- Ngoặc đơn được sử dụng để thể hiện một tập hợp các lớp của một loại đã cho được xếp chồng với nhau, sau đó là số các lớp của loại này (m) hoặc thứ tự lặp lại các lớp theo số lần lặp lại (n);

- Ngoặc vuông được sử dụng để đóng toàn bộ ký hiệu;

- Ký hiệu "s" được thêm vào sau ngoặc vuông thứ hai nếu xếp lớp được lặp theo thứ tự ngược lại quanh mặt phẳng giữa (nghĩa là nếu tấm nhiều lớp đối xứng qua mặt phẳng giữa);

...

...

...

Một cách lựa chọn khác, tổng số các lớp (X) (mỗi lớp đơn hướng và lớp vải được tính là một đơn vị) có thể được đưa ra ngay đầu tiên của ký hiệu, tiếp theo là một dấu hai chấm.

A.5  Mã máy tính

Đối với mã máy tính, khi không thể sử dụng các chỉ số dưới, thì chúng phải được thay bằng các dấu hại chấm.

Một ký hiệu đặc trưng trong mã máy tính được cho dưới đây

Tiêu chuẩn

Mặt phẳng tham chiếu

Số lớp

Thứ tự xếp chồng

Chú thích, nếu có

...

...

...

(ISO 1268-4)

Mặt phẳng đáy

7:

[45:2b1(90/0\):b2]:s

b1 = vải thủy tinh dệt

...

...

...

tương ứng với ký hiệu tổng thể [45_f/45_f/90/0/90/45f/45f]

A6  Ví dụ

Đỉnh

0

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

Ký hiệu = [0/90]_s

Mô tả đầy đủ = [0/90/90/0]

Mã máy tính = [0/90]:s

...

...

...

90

90

Đáy

0

...

...

...

Đỉnh

0

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

Ký hiệu =

Mô tả đầy đủ = [0/90/0]

Mã máy tính = [0/90\]:s

S-

90

...

...

...

Đáy

0

Đỉnh

0

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

...

...

...

Mô tả đầy đủ = [- 45_f/0/90/0]

Mã máy tính = [- 45:f/0/90/0]

S-

90

0

Đáy

Vải - 45

...

...

...

Đỉnh

+ 45

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

Ký hiệu = 9: [(± 45)₂/]_s

Mô tả đầy đủ = [45/- 45/45/- 45/0/- 45/45/- 45/45]

Mã máy tính = 9: [(45/- 45):2/0\]:s

...

...

...

-45

+ 45

-45

S-

...

...

...

-45

+ 45

-45

...

...

...

Đáy

+ 45

Đỉnh

Vải 45

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

Ký hiệu = [45_f6]_L (L= xiên lệch)

Mô tả đầy đủ = [45/45_f/45_f/45_f/45_f/45_f/]_L (L= xiên lệch)

...

...

...

Vải 45

Vải 45

Vải 45

...

...

...

Vải 45

Đáy

Vải 45

Đỉnh

45

Mặt phẳng tham chiếu - đáy

...

...

...

Mô tả đầy đủ = [45/0/- 45/90/45/0/- 45/90/90/- 45/0/45/90/- 45/0/45]

Mã máy tính = [(45/0/- 45/90):2]:s hoặc [45/0/- 45/90]:2s

0

-45

...

...

...

45

0

-45

...

...

...

S-

90

90

-45

...

...

...

45

-45

90

...

...

...

0

Đáy

45

Phụ lục B

(tham khảo)

...

...

...

Dữ liệu độ chụm cho trong bảng B.1 là của một lô prepreg-sợi cacbon/epoxy tốc độ chảy thấp, được gửi trực tiếp đến tám phòng thử nghiệm. Mỗi phòng chế tạo tấm thử theo prEN 2565 với ba độ dày, sử dụng autoclave theo các điều kiện thời gian/áp lực được quy định bởi nhà sản xuất vật liệu. Các mẫu thử được gia công và thử theo các phương pháp thử QA chính ở một phòng thử nghiệm.^[^4^]

Bảng B1 - Dữ liệu độ chụm đối với các mẫu thử được lấy từ tấm chế tạo sử dụng autoclave tại tám phòng thử nghiệm khác nhau

Tính chất

Độ dày tấm

Giá trị trung bình

Độ lặp lại

r

Độ lệch chuẩn của r/trung bình

%

...

...

...

R

Độ lệch chuẩn của R/trung bình

%

Phần khối lượng sợi

1 mm

69,3%

2,44%

1,4

8,44%

...

...

...

2 min

67,1%

5,43%

2,5

6,54%

3,5

5 mm

69,2%,

3,41%

...

...

...

4,35%

2,2

ILSS (ISO 14130)

2 mm

104 MPa

10,0 MPa

3,4

22,4 MPa

7,6

...

...

...

2 mm

E₁₁

122 GPa

6,81 GPa

...

...

...

31,3 GPa

9,1

E₂₂

7,96 GPa

0,58 GPa

2,6

1,89 GPa

8,5

s₁₁

...

...

...

246 MPa

4,9

321 MPa

6,4

s₂₂

151 MPa

39,9 MPa

9,4

56,0 MPa

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] EN 2374, Aerospace series - Glass fibre reinforced mouldings and sandwich composite - Production of test panels.

[2] prEN 2565, Preparation of carbon fibre reinforced resin panels for test purposes.

[3] ASTM D 5687, Standard Guide for preparation of flat composite panels with processing guidelines for specimen preparation.

[4] TCVN 10592 (ISO 14125), Composite chất dẻo gia cường sợi - Xác định các tính chất uốn.

[5] ISO 14130, Fibre-reinforced plastic composites - Determination of apparent interlaminar shear strength by short-beam method.

[6] SIMS, G.D., Validation results from VAMAS and ISO round-robin exercises, 10th International Conference on Composite Materials, Canada, 1995.