碳纖維及碳纖維復(fù)合材料的性能表征和分析離不開現(xiàn)代化的分析測試設(shè)備。SEM、TEM、AFM、納米壓痕儀等是我們在微觀世界的眼睛；萬能試驗機(jī)、動態(tài)熱機(jī)械分析儀則是我們在感知領(lǐng)域的手臂。像這樣的測試設(shè)備還有很多，下面列舉10個比較常用的測試設(shè)備，及簡單的測試方法。
掃描電子顯微鏡（SU8010，HITACHI，日本）對碳纖維表面形貌進(jìn)行觀察，可放大倍數(shù)一萬倍以上，測試前樣品表面被噴金以便觀察，若碳纖維單絲可不噴金。制樣時，將單根纖維伸直平行排列并粘貼在樣品臺上，5根根左右為宜。
掃描探針顯微鏡（NanoScope IV，美國DI公司生產(chǎn)）采用接觸探測模式進(jìn)一步分析纖維的表面形態(tài)變化。圖像顯示大小2μm×2μm，主要對均方根粗糙度Rms、平均粗糙度Ra和峰谷總高度Rmax進(jìn)行對比和分析。制樣時，將單根纖維伸直平行排列并粘貼在樣品臺上，15根左右為宜。
動態(tài)接觸角儀（DCAT21，Data Physics Instruments，德國）測試了環(huán)氧樹脂在不同碳纖維氈表面的接觸角。并使用去離子水（γ d=21.8 mJ/m2，γ=72.8 mJ/m2）和二碘甲烷（γ d=50.8 mJ/m2，γ=50.8 mJ/m2）作為測試液測定了碳纖維的表面自由能、極性成分和分散成分。
X 射線光電子能譜儀（Thermo Fisher，ESCALAB 250Xi, 美國）對不同 碳纖維的表面化學(xué)元素進(jìn)行表征，激發(fā)源是單色鋁鈀（1486.6 eV）。全譜通能設(shè)置為 100 eV，步長為 1 eV，掃描 1 次。高分辨率光譜通能設(shè)置為 20 eV，步長為 0.1 eV，掃描 5 次。傅里葉變換紅外光譜（Bruker，VERTEX-70，德國）在 500~4000 cm-1 的范圍內(nèi)對電泳沉積前后碳纖維表面的官能團(tuán)進(jìn)行表征，光譜分辨率為 2 cm-1。利 用配備有氦氖激光器的拉曼光譜儀（Horiba，Labram HR800 Evolution，美國）在 500~3200 cm-1 范圍內(nèi)對電泳沉積前后碳纖維表面石墨化程度進(jìn)行表征，光譜分辨率為 1 cm-1。納米壓痕儀（Hysitron，Tribo Indenter 750，美國）測試了碳纖維處理前后的硬度及彈性模量變化，最大載荷設(shè)定為 1000 μN，對 40 個點進(jìn)行測試結(jié)果取平均值。
采用萬能試驗機(jī)（AGX-100PLUS， shimadzu，日本）測試不同復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度。試驗速度為 2 mm/min，試樣尺寸為 60 mm×10 mm×1 mm，實驗結(jié)果取 5 次測試的平均值。動態(tài)熱機(jī)械分析儀（Q800，TA，美國）測定了不同碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的儲能模量（E′）和損耗因子（tan δ）。模式設(shè)定為單懸臂模式，升溫區(qū)間為 30℃～180℃，升溫速率為 3 ℃/min，頻率為 1 Hz，載氣為空氣。
動態(tài)熱機(jī)械分析儀（Q800，TA，美國）測定了不同碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的儲能模量（E′）和損耗因子（tan δ）。模式設(shè)定為單懸臂模式，升溫區(qū)間為 30℃～180℃，升溫速率為 3 ℃/min，頻率為 1 Hz，載氣為空氣。
導(dǎo)熱系數(shù)測試儀（TC 3000，中國制造）采用瞬態(tài)熱線法在 20℃下測量了不同碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料厚度方向的熱導(dǎo)率。試樣尺寸為 30 mm×12 mm×1.5 mm，測試結(jié)果取五次測試的平均值。
