玻璃钢-复合材料标准化和检测技术回顾.pdf

２０１４年第９期玻璃钢／复合材料６３玻璃钢／复合材料标准化和检测技术回顾胡中永（北京玻璃钢研究设计院有限公司，北京１００２１０１）摘要：本文回顾了我国玻璃钢／复合材料标准化和检测技术发展历程，包括玻璃钢／复合材料早期的标准化工作、标准化工作的归口管理、标准制修订情况，以及玻璃钢／复合材料静态力学性能测试、无损检测、老化、碳纤维复合材料和夹层结构测试等。关键词：玻璃钢；复合材料；标准化；检测技术中图分类号：文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０９９９（２０１４）０９－００６３－０８１复合材料标准化复合材料通常根据其所用基体材料不同，分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和树脂基复合材料三大类。在这三大类复合材料中，树脂基复合材料（纤维增强塑料）已形成了集科研、设计、试制、生产、检测、应用等较完整的工业体系，其标准化工作起步相对比较早，进展也比较快。１．１早期的纤维增强塑料标准化工作我国纤维增强塑料技术标准工作是从１９６５年开始的，最早制订的标准，是由原同济大学新材料结构研究所提出，经原国家科委高分子测试基地审查批准的《玻璃布增强塑料试验方法》（试行标准）。１９７３年，国家建材部所属的几家玻璃钢研究所和生产单位成立了玻璃钢技术交流组（玻璃钢学会前身）。该交流组除开展玻璃钢的原材料、工艺方法、成型制备、产品设计等方面的学术交流和有关活动以外，还十分注重玻璃钢标准化的科研和制订工作，１９７４年１１月在北京召开了玻璃钢性能测试小组会议。在这次会议上，上海耀华玻璃厂研究所、哈尔滨玻璃钢研究所和北京玻璃钢研究所，在总结各自研究工作的基础上，共提出２３项有关玻璃钢力学性能、玻璃钢缠绕环形试样、玻璃钢蜂窝夹层结构等方面的力学性能等测试方法草案。详见表１。１９７６年，以国家建材总局玻璃钢技术交流组名义向外发布上述２３项玻璃钢测试方法试行草案。１９７７年１２月，国家建材部科学教育局在上海组织召开标准审查会议，通过了上述有关玻璃钢力学性能、环形试样、蜂窝夹层结构等２３项部标准。表１三个单位提出的２３个草案序号１２３４５６草案名称提出单位玻璃钢性能试验方法总则玻璃钢板拉伸试验方法玻璃钢板压缩试验方法玻璃钢板弯曲试验方法玻璃钢板层间剪切试验方法玻璃钢板冲击试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构平拉试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构或芯子平压试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构侧压试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构或芯子剪切试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构弯曲试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构剥离试验方法玻璃钢蜂窝夹层结构容重试验方法玻璃钢环形试样拉伸试验方法玻璃钢环形试样压缩试验方法玻璃钢环形试样弯曲试验方法玻璃钢环形试样剪切试验方法玻璃钢吸水性试验方法玻璃钢比重试验方法北京玻璃钢研究所上海耀华玻璃厂研究所哈尔滨玻璃钢研究所玻璃钢工频介质损耗角正切值和介电系数试验方法上海玻璃钢高频介质损耗角正切值和介电系数试验方法景卿扛玻璃钢体积电阻系数和表面电阻系数试验方法研究所，这些审议通过通用试验方法标准，基本上反映了我国当时的科研和技术水平。因此，国家标准局于１９７８年７月决定，把其中的１９项（四项电性能除外）作为国家标准（试行）予以颁布。这是我国玻璃钢／复合材料首批颁布的国家标准，是经过国内许多玻璃钢／复合材料研究、生产单位２０年辛勤的工作，在标准化方面取得的重要科研成果，并为以后玻璃钢／复合材料的国家标准和行业标准奠定了基础。值得一提的是，鉴于当时玻璃钢气瓶生产企业——收稿日期：２ｏ１４０８０６作者简介：胡中永（１９６３一），男，硕士，教授级高工，全国纤维增强塑料标准化技术委员会秘书长，北京玻璃钢研究设计院有限公司副总工程师。ｌ，ｃ４１ｏ．９９ｍ¨Ｍ＂加玻璃钢／复合材料标准化和检测技术回顾２０１４年９月较多，而且多数厂家对玻璃纤维增强塑料认识不足，产品质量得不到保证，１９７４年原国家基本建设委员会发布了由北京二五一厂起草的部标准《玻璃钢气瓶》。这是纤维增强塑料制品的第一个产品标准，对控制玻璃钢气瓶的产品质量以及确保安全，起到了应有的作用。１．２纤维增强塑料标准化工作的归口管理１９７８年１１月，国家标准局决定将纤维增强塑料的物理、力学性能试验方法以及产品标准化工作归口到国家建材局管理。为加强这方面的工作，１９７９年国家建材局责成北京玻璃钢研究所承担纤维增强塑料的标准归口管理工作，并确定其主要任务是：负责组织提出本专业的标准制订、修订规划和年度规划建议；组织和承担本专业标准的制订和修订任务；负责与国际标准化组织ＩＳＯ／ＴＣ６１／ＳＣ１３（复合材料和增强纤维分技术委员会）的技术对口工作。在归口单位和起草单位的共同努力下，１９８０年制订了玻璃纤维增强塑料物理、力学和老化性能等１７项试验方法标准。其中国家标准１２项，部标准５项。为了适应四个现代化建设的需求，加快标准制订速度，提高标准质量，１９８０年８月国家标准总局组织成立了国家塑料标准化技术委员会。这个委员会下设８个分技术委员会，负责塑料各个部分的标准化工作。１９８０年１０月又成立了纤维增强塑料分技术委员会（代号ＳＣ１），负责纤维增强塑料方面的标准化工作。主任委员：司国权；副主任委员：聂志峰、温九锡。全国纤维增强塑料分技术委员会是个跨部门的组织，由国家标准总局委托国家建材局主管，秘书处设在北京玻璃钢研究所，委员由化工、轻工、冶金、建材、机械、船舶、航天、航空、兵器等部门推荐的技术人员组成。该分技术委员会主要承担以下工作：制“”订标准化六五计划草案；编制纤维增强塑料标准化体系表；组织开展碳纤维增强塑料的标准化工作，对其性能测试方法与玻璃纤维增强塑料的有关标准统一考虑；对国际标准化组织中有关增强塑料方面的标准进行研讨；组织审查国家标准和部标准。１９８１～１９８３年，在分技术委员会的主持下，共审议了２９项国家标准、３项部标准，并且在制订、修订标准过程中，注意加强了各部门之间的协调工作。在所审议的２９项国家标准中，各部门共同起草的就有１９项，改变了过去个别单位只愿单独起草的情ＦｔＣＰ／ＣＭ２ＤｊｌＩｌ况，能较全面地反映出我国在标准化工作中的研究成果及水平。１９８３年国家标准局决定成立全国纤维增强塑料标准化技术委员会，因而分技术委员会的工作到１９８３年年底结束。１－３全国纤维增强塑料标准化技术委员会１９８４年６月，全国纤维增强塑料标准化技术委员会成立。委员会由国家标准局委托国家建材局主管，是全国各专业标准化技术委员会中的一个，编号是ＴＣ３９，秘书处仍设在北京玻璃钢研究所。技术委员会组成除原参加分技术委员会的部门代表外，又增加铁道、交通等部门推荐的代表。主任委员：付国栋；副主任委员：陈名甫、陶云宝、柏子衡、郭明祖；秘书长：邬友英。全国纤维增强塑料标准化技术委员会除承担原分技术委员会的工作外，还增加以下几项工作：对每年的年度标准制订和修订项目计划进行立项审查；督促、检查各标准起草单位执行计划情况；组织标准的宣贯。全国纤维增强塑料标准化技术委员会的成立对促进我国纤维增强塑料标准化工作的迅速发展，起到了有力的推进作用。全国纤维增强塑料标准化技术委员会自成立后，按《全国专业标准化技术委员会章程》及《全国纤维增强塑料标准化技术委员会章程》开展标准化工作。期间（１９８７年５月、１９９２年１１月、１９９７年１１月、２００３年１０月、２００９年７月）进行了五次换届。２００３年，国家标准化管理委员会对专业标准化技术委员会进行清理整顿，同时进一步界定各专业标准化技术委员会的工作领域，明确全国纤维增强塑料标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ３９）负责纤维增强塑料（复合材料）包括结构复合材料、功能复合材料和先进复合材料等领域的标准化工作。１．４纤维增强塑料标准２０世纪８０年代以后，我国纤维增强塑料行业标准的制订、修订工作进展很快，到目前为止，已制订的、由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口管理的国家和行业标准有１２６项。方法标准包括材料的力学性能、热性能、燃烧、化学性能、老化性能等测试标准，已形成较为完善的性能测试标准体系。对于量大面广的玻璃钢／复合材料产品，均及时制订了产品标准。这些标准大都是参照国外先进标准，并结合我国国情制订，对规范生产、提高产品质量、推动行业的技术进步起到了很大的作用。国家标准目录见表２。行业标准目录见表３。２０１４年第９期玻璃钢／复合材料６５１—ＧＢ／Ｔ１４４６２０ｏ５２ＧＢ／Ｔ１４４７．２００５３—ＧＢ／Ｔ１４４８２０Ｈ０５４ＧＢ／Ｔ１４４９２００５５ＧＢ／Ｔ１４５０．１．２００５—６ＧＢ／Ｔ１４５０．２２０ｏ５７ＧＢ／Ｔ１４５１．２００５８—ＧＢ／Ｔ１４５２２００５９—ＧＢ／Ｔ１４５３２Ｏ０５１Ｏ—ＧＢ／Ｔ１４５４２０ｏ５１１ＧＢ／Ｔ１４５５．２００５ｌ２—ＧＢ／Ｔ１４５６２０ＨＤ５１３ＧＢ／Ｔ１４５７．２００５１４—ＧＢ／Ｔ１４５８２０ｏ８１５ＧＢ／Ｔ１４６２．２００５ｌ６ＧＢ／Ｔ１４６３．２ｏ０５１７ＧＢ／Ｔ１４６４．２００５ｌ８—ＧＢ／Ｔ２５６７２００８１９ＧＢ／Ｔ２５７２．２００５２０—ＧＢ／Ｔ２５７３２００８２１—ＧＢ／Ｔ２５７６２０ｏ５２２ＧＢ／Ｔ２５７７．２００５２３—ＧＢ／Ｔ３１３９２ｏ０５２４ＧＢ／Ｔ３１４０２００５２５—ＧＢ／Ｔ３３５４１９９９２６ＧＢ／Ｔ３３５５．２００５２７ＧＢ／Ｔ３３５６．１９９９２８—ＧＢ／Ｔ３３６２２００５２９—ＧＢ／Ｔ３３６４２００８３Ｏ—ＧＢ／Ｔ３３６５２ｏｏ８３１ＧＢ／Ｔ３８５４．２００５３２—ＧＢ／Ｔ３８５５２ｏｏ５３３ＧＢ／Ｔ３８５６．２００５３４ＧＢ／Ｔ３８５７．２ＯＯ５３５—ＧＢ／Ｔ３９６１２ｏｏ９３６ＧＢ／Ｔ４５５０－２００５３７—ＧＢ／Ｔ４９４４２０Ｏ５３８ＧＢ／Ｔ５２５８．２００８３９—ＧＢ／Ｔ５３４９２ｏ０５４０ＧＢ／Ｔ５３５０．２００５４１ＧＢ／Ｔ５３５ｌ一２ＯＯ５４２—ＧＢ／Ｔ５３５２２００５４３ＧＢ／Ｔ６０１１．２００５４４—ＧＢ／Ｔ６０５８２００５—４５ＧＢ／Ｔ７１９０．１２０ｏ８—４６ＧＢ／Ｔ７ｌ９０．２２００８４７—ＧＢ／Ｔ７１９３２０ｏ８纤维增强塑料性能试验方法总则纤维增强塑料拉伸性能试验方法纤维增强塑料压缩性能试验方法纤维增强塑料弯曲性能试验方法纤维增强塑料层间剪切强度试验方法纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法夹层结构平拉强度试验方法夹层结构或芯子平压性能试验方法夹层结构侧压性能试验方法夹层结构或芯子剪切性能试验方法夹层结构弯曲性能试验方法夹层结构滚筒剥离强度试验方法纤维缠绕增强塑料环形试样力学性能试验方法纤维增强塑料吸水性试验方法纤维增强塑料密度和相对密度试验方法夹层结构或芯子密度试验方法树脂浇铸体性能试验方法纤维增强塑料平均线膨胀系数试验方法玻璃纤维增强塑料老化性能试验方法纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法纤维增强塑料导热系数试验方法纤维增强塑料平均比热容试验方法定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法纤维增强塑料纵横剪切试验方法单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法碳纤维复丝拉伸性能试验方法碳纤维直径和根数试验方法碳纤维增强塑料孔隙含量和纤维体积含量试验方法增强塑料巴柯尔硬度试验方法碳纤维增强塑料树脂含量试验方法单向纤维增强塑料平板压缩性能试验方法玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法纤维增强塑料术语试验用单向纤维增强塑料平板的制备玻璃纤维增强塑料层合板层间拉伸强度试验方法纤维增强塑料面内压缩性能试验方法纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法纤维增强热固性塑料管轴向压缩性能试验方法纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法纤维增强塑料燃烧性能试验方法炽热棒法纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法玻璃纤维增强塑料冷却塔第１部分：中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔玻璃纤维增强塑料冷却塔第２部分：大型玻璃纤维增强塑料冷却塔不饱和聚酯树脂试验方法北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院上海玻璃钢研究院上海玻璃钢研究院上海玻璃钢研究所上海玻璃钢研究所上海玻璃钢研究所北京玻璃钢研究设计院哈尔滨玻璃钢研究院中航一集团航空材料研究院中航一集团航空材料研究院上海玻璃钢研究院天马集团公司北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院哈尔滨玻璃钢研究院哈尔滨玻璃钢研究院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院哈尔滨玻璃钢研究所北京航空材料研究院北京航空材料研究院中航一集团航空材料研究院航空材料研究所航空材料研究所华东理工大学哈尔滨玻璃钢研究院哈尔滨玻璃钢研究院华东理工大学北京航空航天大学哈尔滨玻璃钢研究院中船重工集团公司第七二五所上海玻璃钢研究所北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院中船重工集团公司第七二五所哈尔滨玻璃钢研究院北京玻璃钢研究设计院等北京玻璃钢研究设计院等常州天马集团／Ｃ２０１４Ｎｏ１９６６玻璃钢／复合材料标准化和检测技术回顾２０１４年９月４８ＧＢ／Ｔ７５５９．２ｏｏ５４９—ＧＢ／Ｔ８２３７２００５５ＯＧＢ／Ｔ８９２４．２０ｏ５５１—ＧＢ／Ｔ９９７９２Ｏ０５５２ＧＢ／Ｔ１３０９５．２【）Ｏ８—５３ＧＢ／Ｔ１３０９６２００８５４ＧＢ／Ｔ１４２０６．２Ｏ０５５５ＧＢ／Ｔ１４２Ｏ７．２００８５６ＧＢ／Ｔ１４２０８．１．２ｏｏ９—５７ＧＢ／Ｔ１４２０８．２２（ｘ】９纤维增强塑料层合板螺栓连接挤压强度试验方法纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法纤维增强塑料高低温度力学性能试验准则整体浴室拉挤玻璃纤维增强塑料杆力学性能试验方法玻璃纤维增强聚酯波纹板夹层结构或芯子吸水性试验方法纺织玻璃纤维增强塑料无捻粗纱增强树脂棒机械性能的测定第１部分：通则和棒的制备纺织玻璃纤维增强塑料无捻粗纱增强树脂棒机械性能的测定第２部分：弯曲强度的测定北京航空材料研究院常州天马集团有限公司中船重工重工集团公司第七二五所哈尔滨玻璃钢研究院北京玻璃钢研究设计院哈尔滨玻璃钢研究院秦皇岛耀华玻璃钢复合材料公司上海玻璃钢研究院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院—５８ＧＢ／Ｔ４２。８．３２００９募蓦料无捻粗纱增强树脂棒机械性能的测定第。部北京玻璃钢研究设计院５９ＧＢ／Ｔ１４２０８．４．２００９６Ｏ—ＧＢ／Ｔ１４３５４２００８６１ＧＢ／Ｔ１５５６８．２００８６２ＧＢ／Ｔ１５７３８．２００８６３—ＧＢ／Ｔ１５９２８２００８６４ＧＢ／Ｔ１６７７８．２ＯＯ９６５—ＧＢ／Ｔｌ６７７９２００８６６ＧＢ／Ｔ２１２３８．２００７６７ＧＢ／Ｔ２１２３９．２００７６８—ＧＢ／Ｔ２１４９０２００８６９ＧＢ／Ｔ２１４９１．２０ｏ８７０—ＧＢ／Ｔ２１４９２２０ｏ８７ｌ—ＧＢ／Ｔ２３４４２２０Ｏ９７２—ＧＢ／Ｔ２６７３５２０１１７３—ＧＢ／Ｔ２６７４３２０１１７４ＧＢ／Ｔ２６７４４．２０ｌ１７５—ＧＢ／Ｔ２６７４５２０１１７６ＧＢ／Ｔ２６７４７．２０１１７７ＧＢ／Ｔ２６７５２．２Ｏ１１７８ＧＢ／Ｔ２７７９７．１２０ｌ１７９ＧＢ／Ｔ２７７９７．２２０１１８ＯＧＢ／Ｔ２７７９７．３２０１１８１ＣＢ／Ｔ２７７９７．５２Ｏ１１８２ＧＢ／Ｔ２７７９７．６．２０１１８３ＧＢ／Ｔ２７７９７．７２０１１８４ＧＢ／Ｔ２７７９７．８．２０１１８５ＧＢ／Ｔ２７７９７．９２０１１８６ＧＢ／Ｔ２７７９７．１０．２０１１８７ＧＢ／Ｔ２７７９７．１１．２０１１８８—ＧＢ／Ｔ２７７９９２０１ｌ８９ＧＢ／Ｔ２８８８９．２０１２９０ＧＢ／Ｔ２８８９１．２０１２纺织玻璃纤维增强塑料无捻粗纱增强树脂棒机械性能的测定第４部分：表观层间剪切强度的测定玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器通用型片状模塑料（ＳＭＣ）导电和抗静电纤维增强塑料电阻率试验方法不饱和聚酯树脂增强塑料中残留苯乙烯单体含量测定方法纤维增强塑料结构件失效分析一般程序纤维增强塑料层合板拉一拉疲劳性能试验方法玻璃纤维增强塑料夹砂管纤维增强塑料层合板冲击后压缩性能试验方法结构加固修复用碳纤维片材结构加固修复用芳纶布玻璃纤维增强塑料顶管聚丙烯腈基碳纤维原丝结构和形态的测定玻璃纤维增强热固性树脂喷淋管结构工程用纤维增强复合材料筋结构加固修复用玻璃纤维片材结构加固修复用玄武岩纤维复合材料水处理装置用复合材料罐聚丙烯腈基碳纤维纤维增强塑料试验板制备方法第１部分：通则纤维增强塑料试验板制备方法第２部分：接触和喷射模塑纤维增强塑料试验板制备方法第３部分：湿法模塑纤维增强塑料试验板制备方法第５部分：缠绕成型纤维增强塑料试验板制备方法第６部分：拉挤模塑纤维增强塑料试验板制备方法第７部分：树脂传递模塑纤维增强塑料试验板制备方法第８部分：ＳＭＣ及ＢＭＣ模塑纤维增强塑料试验板制备方法第９部分：ＧＭＴ／ＳＴＣ模塑纤维增强塑料试验板制备方法第１０部分：ＢＭＣ和其他长纤维模塑料注射模塑一般原理及通用试样模塑纤维增强塑料试验板制备方法第１１部分：ＢＭＣ和其他长纤维模塑料注射模塑小方片载货汽车用表面复合材料覆盖件复合材料面内剪切性能试验方法纤维增强塑料复合材料单向增强材料Ｉ型层间断裂韧性Ｇ的测定北京玻璃钢研究设计院上海玻璃钢研究所北京玻璃钢研究设计院中国兵器工业第五三研究所上海玻璃钢研究院北京航空航天大学上海玻璃钢研究院同济大学等中航一集团公司北京航空材料研究院中冶集团建筑研究总院中冶集团建筑研究总院武汉理工大学中科院化学所连云港中复连众复合材料有限公司中冶建筑研究总院有限公司中冶建筑研究总院有限公司浙江石金玄武岩纤维有限公司北京滨特尔环保设备有限公司威海拓展纤维有限公司北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院北京玻璃钢研究设计院上海玻璃钢研究院北京玻璃钢研究设计院ＦＲＰ／ＣＭ２０１４ｉ誊９２０１４年第９期玻璃钢／复合材料６７在纤维增强塑料（复合材料）领域，ＡＳＴＭ标准化水平最高，ＡＳＴＭ的Ｄ３０委员会（复合材料）、ＡＳＴＭ的Ｄ２０委员会（塑料）中的Ｄ２０．１８（增强热固性塑料）、ＡＳＴＭ的Ｄ２０委员会（塑料）中的Ｄ２０．２３（增强塑料管和耐化学设备）开展纤维增强塑料（复合材料）标准化工作。ＡＳＴＭ的Ｄ３０委员会已制订了７５项试验方法标准，有６项标准正在制订；ＡＳＴＭ的Ｄ２０委员会中的Ｄ２０．１８已制订了１８项标准；ＡＳＴＭ的Ｄ２０委员会中的Ｄ２０．２３已制订了３５项标准，有４项标准正在制订。ＡＳＴＭ的试验方法标准几乎完全覆盖当今复合材料的性能表征和测试，绝大多数为全球最先发布，得到全世界的普遍认可和采用。ＡＳＴＭ的产品标准以管道、贮罐、拉挤型材为主，产品标准侧重于结构设计、原材料和工艺控制，较好地体现了复合材料制造的特殊过程，比较科学合理。与ＡＳＴＭ相比，我国标准仍有缺失或不够丰富，主要有：热／物理性能：玻璃化转变温度（动态力学分析ＤＭＡ法）、平衡吸湿量、热膨胀系数（热力学分析Ｆｒ￣ＺＧＭ２０１４１Ｎｏｉ９６８玻璃钢／复合材料标准化和检测技术回顾２０１４年９月ＴＭＡ法、干涉测量法）、导热系数（热流计法）、热扩散系数。剪切性能：面内剪切（轨道剪切、圆筒扭转）、层间剪切（双切口试样）。胶接连接：胶粘拉伸强度、拉伸剪切性能。２复合材料测试技术伴随着我国复合材料／玻璃钢工业的发展，复合材料／玻璃钢的检测也大致经历了三个阶段：１９５８年至１９７７年为第一阶段，致力于国防军工，从无到有，自力更生，为我国复合材料／玻璃钢检｛＝９１０的发展打下基础。１９７８年至１９９８年是第二阶段，十一届三中全会以后，我国从计划经济转型为市场需求导向，复合材料／玻璃钢工业厚积薄发，在国民经济各个领域全面开花，先进复合材料开始起步，初步建立了完整的测试体系。１９９９年后是第三阶段，随着电子技术和计算机控制技术的发展，检测装备水平迅速提升，检测技术与世界同步发展。２．１静态力学性能我国玻璃钢／复合材料从１９５８年开始研制，其测试主要参考传统材料的测试方法和国外的测试方法，结合玻璃钢／复合材料的特点，从无到有逐步建立。１９６５年至１９７５年大部分采用国家教委高分子测试基地于１９６５年提出的我国第一个《玻璃布增强塑料的试验方法（试行草案）》。因这些方法偏重于电工绝缘材料板材和管材，对玻璃钢／复合材料这种各向异性、多数是结构功能一体化、增强材料型式多样的新型材料而言，显然是不完全适用的。为此，有关研究单位都对玻璃钢／复合材料的各类性能测试进行大量研究。在总结各自研究工作的基础上，１９７４年，上海耀华玻璃厂研究所、哈尔滨玻璃钢研究所和北京玻璃钢研究所提出２３项有关玻璃钢力学性能、玻璃钢缠绕环形试样、玻璃钢蜂窝夹层结构等方面的力学性能等测试方法草案。１９７６年，以国家建材总局玻璃钢技术交流组名义向外发布上述２３项玻璃钢测试方法试行草案。在玻璃钢／复合材料诸多性能中，力学性能无疑是最重要的。以静态力学性能为例，早期的静态力学性能试验设备基本是液压材料试验机，液压材料ＦＲＰ／ＣＭ２０１４１Ｎｏ：９试验机虽实现连续加载，并可记录载荷一位移曲线，在配置应变引伸仪的试验机上，可以测得材料的弹性模量和应变。但该类型的试验机的不足之处是既不能控制加载速率，也不能控制形变速率。对于大多数材料，其静态力学性能随着加载速率的变化而变化，因此实验结果及结果重复性没有保证。随着国外先进的电子拉力试验机和电液伺服材料试验机的不断涌现，液压试验机自２０世纪６０年代在发达国家逐渐被淘汰。由于当时国内没有生产电子拉力试验机和电液伺服材料试验机的能力，而国外试验机价格高昂。即使在这种情况下，北京玻璃钢研究所于１９６７年，耗资３９万购买岛津ＩＳ５０００万能材料试验机，该试验机测力精度优于０．５％，速度连续可调，能绘制应力－应变曲线，能进行高低温和环境试验。该试验机的引进，对当时我国玻璃钢／复合材料力学性能测试水平的提高起到积极作用，拉伸、压缩、弯曲、层间剪切等标准制订时的试验验证都是在该试验机上完成的。２０世纪７０年代，哈尔滨玻璃钢研究所引进了国内第一台ＮＯＬ环缠绕机，首家开始ＮＯＬ环制备、环形试样力学性能的测试技术研究。２０世纪８０年代，我国陆续引进电子拉力试验机和电液伺服材料试验机。２０世纪末，电子技术和计算机控制技术的发展为试验机的革新提供便利条件。现代的试验机可以精确地控制轴向加载速率，而且可实现三种方式的加载控制，即载荷、形变、应变控制；各类变形或应变测量装置能满足特定需求。整个试验过程均由计算机自动控制，实时显示、传输试验过程或结果。２０世纪８０年代后，随着复合材料设计技术的不断发展和完善，如为取得设计所需的弹性常数的测试技术、结构元件ｉ贝０试技术等不断开发并标准化，几乎与世界同步。典型的有单向板拉伸、单向板、面内剪切、层问拉伸、开孔和充填孔拉伸和压缩、螺栓连接挤压性能等。２．２无损检测早在１９６１年，北京玻璃钢研究所成立了无损探伤小组，主要设备有ｘ光机和超声波探伤仪。１９６５年底，建工二五一厂成立第六研究室，管庄玻璃钢室的无损探伤组迁到康庄与新成立的六室ｘ光组合并，在既无现成资料，设备又不先进的情况下，对不２０１４年第９期玻璃钢／复合材料６９同工艺、不同产品的ｘ光、超声的检测条件、方法、缺陷的识别等进行研究，总结出了一套针对不同工艺、不同产品的完整无损检测方法。期间，研制了涡流测厚仪，解决了用机械量具无法测定大直径喷管厚度及其厚度均匀性问题；研制了胶接强度检验仪和自动记录声阻仪，解决大直径喷管与法兰盘、蜂窝板与芯子胶接的无损探伤问题。北京玻璃钢研究所于２０世纪７０年代初进行声发射检测研究，识别压力容器在压力作用下树脂开裂、纤维断裂、裂纹扩展的声信号特征，掌握了压力容器的变形、裂纹与裂纹扩展等规律，为压力容器的研制和检验提供技术保障。北京航空工艺研究所于２０世纪７０年代初研究提出了胶接结构声振学检测方法，研究成功了首台胶接结构声振（声阻）检测仪器、涡流声检测仪器，并于２０世纪８０年初建立了胶接结构声阻声振检测方法。国内复合材料超声扫描成像检测技术起源于２０世纪８０年代中期。针对飞机复合材料结构，北京航空工艺研究所先后研究提出了复合材料反射／穿透法ｃ扫描检测技术、缺陷模式识别技术、复合材料孔隙率评估方法、复合材料手动扫描成像检测技术和复合材料声发射检测方法，在实际生产和科研中得到了较好的应用。２Ｏ世纪９０年代中后期以后，复合材料超声扫描成像检测技术得到了快速发展。２Ｏ世纪９０年代中后期，北京航空制造工程研究所研究提出了复合材料胶接结构激光电子剪切成像检测技术。该技术利用单束激光束干涉，实现了检测的多维成像显示。激光电子剪切成像检测技术是在激光散斑干涉检测方法基础上，通过建模分析和图像处理，将散斑干涉中的条纹图转换为二维和三维灰度图像，再现检测结果。使因需隔震等原因难以推广的激光全息干涉技术摆脱了困境，为复合材料胶接结构提供了一种有效的室内外快速无损检测方法。进入２１世纪，计算机层析照相（ＣＴ）在玻璃钢／复合材料无损检测中得到应用，ＣＴ主要用于检测非微观缺陷（裂纹、夹杂物、气孔和分层等）；测量密度分布（材料均匀性、复合材料微气孔含量）；精确测量内部结构尺寸等。中国飞行失效分析中心、兵器５３所、北京玻璃钢研究设计院等单位相继引进工业ＣＴ，开展类似研究和检测。２．３老化玻璃钢作为新材料自１９５８年在我国问世后，人们就提出一个问题，即玻璃钢的耐老化性能如何。“”甚至一度出现恐老病，误认为玻璃钢不耐老化，不能使用。为此，国家建材局对玻璃钢老化研究工“作十分重视，于１９６３年成立国家建材局玻璃钢老”化工作组，上海耀华玻璃厂研究所任组长单位；１９６６年～１９９１年（１９９１年老化组解散），北京玻璃钢研究所任组长单位，老化组主要成员单位有上海耀华玻璃厂研究所、广东省建材科研所、哈尔滨玻璃钢研究所、常州２５３厂和北京玻璃钢研究所，先后有３０多个单位参加此项工作。老化组研究内容包括老化性能、老化机理和防老化研究三部分。老化组的任务之一是将玻璃钢试样在我国典型气候地区（广州、南京、北京、哈尔滨）进行大气暴露、室内存储、湖中浸泡，定期取样测定性能（主要为弯曲性能）。值得一提的是玻璃钢老化试验在动乱年代一直坚持进行，按时取样测试数据，从未间断。经过２０多年的不懈坚持，得到了大量的室内存放、自然暴露、水浸泡、湿热等老化一手数据，出版《玻璃钢老化和防老化》一书，在《玻璃钢／复合材“料》杂志上发表名为玻璃钢／复合材料老化和防老”“化专辑；制订了玻璃纤维增强塑料湿热试验方”“”“法、玻璃纤维增强塑料耐水性试验方法、玻璃”“纤维增强塑料耐水性加速试验方法和玻璃纤维”“增强塑料大气暴露试验方法四项国家标准。玻”璃钢老化性能、老化机理和防老化获１９８８年全国科技大会奖、１９８９年建材行业部级科技进步三等奖。研究成果解除了人们对玻璃钢老化问题的疑虑，推动了玻璃钢产品的广泛应用，成为玻璃钢产品设计、研制、应用不可缺少的依据。２．４碳纤维复合材料与碳纤维产业化长期停滞不前相比，我国碳纤维应用研究及碳纤维复合材料测试研究是相当活跃的，几乎与世界同步。２０世纪８Ｏ年代初，哈尔滨玻璃钢研究所、北京航空材料研究所等单位对预浸料、碳纤维复合材料测试方法进行系统研究，包括预浸料凝胶时间、树脂流动度、挥发分含量、树脂含量和预浸料纱带拉伸强度以及碳纤维复合材料试验板制ｃｏ．９７０玻璃钢／复合材料标准化和检测技术回顾２０１４年９月备、试样型式和尺寸、试验夹具和工装、试验结果的影响因素等。哈尔滨玻璃钢研究所提出的硫酸消化溶解树脂测定碳纤维复合材料树脂含量，北京航空材料研究所提出的用显微镜法测定碳纤维复合材料孔隙含量和纤维体积含量，提前或同步ＡＳＴＭ。通过研究，制订了单向纤维增强塑料拉伸性能试验方法、单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法、单向纤维增强塑料平板压缩性能试验方法、碳纤维复丝拉伸性能试验方法、碳纤维复丝纤维根数检验方法（显微镜法）、碳纤维直径和当量直径检验方法（显微镜法）、碳纤维增强塑料孔隙含量检验方法（显微镜法）、碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法（显微镜法）、碳纤维增强塑料树脂含量试验方法。２．５夹层结构上海耀华玻璃厂研究所在２０世纪６０年代，开展玻璃钢蜂窝夹层结构机械成型工艺与装备、夹层结构力学与设计、夹层结构破坏机理和夹层结构力学性能试验方法研究，于１９７４年提出夹层结构平拉、平压、侧压、剪切、弯曲、剥离、容重试验方法草案，１９７８年上述草案成为国家标准。最新版本的夹层结构试验方法国家标准，在许多方面比ＡＳＴＭ更合理或先进，如平拉采用带万向节的夹具，比ＡＳＴＭ十字型夹具更合理；平压计及孔格型芯子的特殊情况；侧压试样高度为厚度的６倍（ＡＳＴＭ为８倍，８倍仍会出现整体失稳），解决了整体失稳问题；剪切采用拉剪和压剪两种方式；弯曲采用外伸梁弯曲，比ＡＳＴＭ混合法更方便，刚度的计算是直接求得，而ＡＳＴＭ通过解联合方程求得（ＡＳＴＭ对测试精度要求高，略有误差，得出的结果相差很大。芯子剪切模量很高或很低时，甚至出现得不出面板和芯子剪切模量的情况）；既可测得芯子密度，也可测得夹层结构ＦＲＰ／ＣＭ刃工吼９密度，而ＡＳＴＭ只能测得芯子密度。２．６其他相关测试２Ｏ世纪８０年代，上海玻璃钢研究所、航空６２１所等开展疲劳陛试验方法研究，制订了拉．拉疲劳试验方法标准。船舶７２５所、航空６２１所等开展机械紧固件连接试验研究，制订了螺栓连接挤压强度试验方法标准。２０００年之后，６２３所等单位对ＡＳＴＭ的Ｄ３０委员会发布的试验方法进行了系统的研究，翻译了美国军用手册ＭＩＬ．ＨＤＢＫ．１７Ｆ（（复合材料手册》。６２３所、６２１所开展缺口层合板拉伸（开孔拉伸、充填孔拉伸）和压缩（开孔压缩拉伸、充填孔压缩）试验研究。６２１所等开展损伤特性试验方法研究，制订了冲击后压缩试验方法标准。复合材料的某些性能，如电性能（电气强度、表面电阻（率）、体积电阻（率）、介质损耗因数、电容率、耐电痕、耐电弧等），由于固体电工绝缘材料有完整和成熟的测试方法与技术，电性能测试均采用固体电工绝缘材料的测试方法与技术。热分析技术如热重分析法（ＴＧ）、差热分析法（ＤＴＡ）、差示扫描量热法（ＤＳＣ）、热机械分析法（ＴＭＡ）、动态热机械分析法（ＤＭＡ）等，均采用高分子材料的测试方法与技术，在热失重、固化反应动力学、固化温度、膨胀系数、比热容、玻璃化转变温度等得到较好应用。３问题和思考改革开放前，很多测试方法和技术是自主开发的。改革开放后，我国花费巨额外汇购买国外大品牌的测试设备和仪器。现在，绝大多数单位的测试装备达国际先进水平。但是，与测试装备提升正好相反，我国测试技术自主开发能力越来越弱，更多采用追随方式和拿来主义，这值得我们反思。