ISO 11566:1996
(Main)Carbon fibre — Determination of the tensile properties of single-filament specimens
Carbon fibre — Determination of the tensile properties of single-filament specimens
Describes a method of test for the determination of the tensile properties of a single-filament specimen. Applicable to single filaments of carbon fibres, taken from multifilament yarns, woven fabrics, braids and related products.
Fibres de carbone — Détermination des propriétés en traction sur éprouvette monofilament
La présente Norme internationale prescrit une méthode d'essai pour la détermination des propriétés en traction d'une éprouvette monofilament. La méthode est applicable aux fibres unitaires de carbone, issues de fils continus, mèches, câblés, fils de fibres discontinues, tissus, tresses et tricots.
General Information
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INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
11566
First edition
1996-08-I 5
Carbon fibre
- Determination of the
tensile properties of single-filament
specimens
Fibres de carbone - D4 termina tion des propriMs en traction sur
eprouvette monofilament
Reference number
IS0 11566:1996(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 11566:1996(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide fed-
eration of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 11566 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 13, Composites and reinforcement
fibres.
Annex A forms an integral part of this International Standard.
0 IS0 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including
photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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IS0 11566:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD @ IS0
Carbon fibre - Determination of the tensile properties of
single-filament specimens
1 Scope 3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the
This International Standard specifies a method of test
for the determination of the tensile properties of a definitions given in IS0 527-l apply, together with the
following.
single-filament specimen.
The method is applicable to single filaments of carbon
3.1 system compliance: That portion of the indi-
fibres, taken from multifilament yarns, strands, tows,
cated extension contributed by the load train system
staple fibres, staple yarns, woven fabrics, braids and
and the specimen-gripping system.
knits.
3.2 specimen mounting: A thin sheet made of pa-
per, metal or plastic with a slot whose length corre-
2 Normative references
sponds to the gauge length of a test specimen.
The following standards contain provisions which,
4 Principle
through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. At the time of publication,
the editions indicated were valid. All standards are
A single-filament specimen is loaded in tension at a
subject to revision, and parties to agreements based
constant speed by a suitable mechanical testing ma-
on this International Standard are encouraged to in-
chine until failure and the force-extension curve re-
vestigate the possibility of applying the most recent
corded.
editions of the standards indicated below. Members
of IEC and IS0 maintain registers of currently valid In-
The tensile strength and tensile modulus of elasticity
ternational Standards.
are calculated from the force-extension relationship
and the specimen cross-sectional area.
IS0 291 :I 977, Plastics - Standard atmospheres for
conditioning and testing.
The tensile modulus of elasticity is calculated by divid-
ing the difference in stress at two defined points by
IS0 527-l :I 993, Plastics - Determination of tensile
the corresponding difference in strain at these points,
properties - Part 1: General principles.
which may be two stress levels (method A) or two
strain levels (method B). The difference in strain is
IS0 10548:1994, Carbon fibre - Determination of
corrected for the system compliance. The cross-
size con tent.
sectional area is determined independently.
IS0 10618:-1), Carbon fibre - Determination of
The relationship between stress and strain may not be
tensile properties of resin-impregnated yarns.
linear, hence a chord modulus has to be defined. The
two methods (A and B) represent two distinct
IS0 11567:1995, Carbon fibre - Determination of
methods of defining the position of the chord and may
filament diameter and cross-sectional area.
not give identical results.
I) To be published.
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IS0 11566:1996(E)
5 Apparatus and materials 7 Procedure
5.1 Tensile-testing machine, operating at a con-
stant crosshead speed, equipped with force- and
7.1 Test atmosphere
extension-recording devices. The accuracy of the
force indication shall be better than 1 % of the re-
Carry out the test in one of the standard atmospheres
corded value.
defined in IS0 291.
The movement of the crosshead shall be recorded in
order to calculate the specimen extension. The grips
7.2 Measurement of cross-sectional area
shall have flat surfaces.
72.1 Measure the cross-sectional area of the fila-
5.2 Specimen mounting, made from a thin sheet of ments independently by one of the methods given in
paper, flexible metal or plastic, with slot of length
IS0 11567 (microscopic determination for trans-
25 mm + 0,5 mm, as shown in figure 1. versely cut specimens; calculation from the number of
filaments, density and linear density of the yarns; cal-
The sheet shall be as thin as possible in order to
culation from the diameter as determined by optical
minimize misalignment of the specimen at the grips. microscopy; or calculation from the diameter as de-
A thickness of 0,l mm is recommended
termined by laser diffractometry).
When the cross-sectional area is determined from the
5.3 Adhesive: any epoxy resin, rosin or sealing wax
diameter measured by optical microscopy or laser dif-
which is suitable for bonding the filament firmly to the
fractometry, the same test specimens can be used for
mounting.
the measurement of both cross-sectional area and
tensile properties.
5.4 Adhesive tape, to fix the filament temporarily to
the mounting (no specia requirements).
72.2 In cases where the cross-sectional area of the
fibres is known to vary widely within a given fibre
6 Test specimens
bundle or tow, ensure, if judged necessary, that the
tensile strength is determined on filaments for which
s specimens from each elemen-
Prepare at least 20 test the cross-sectional area has been measured. In this
tary unit, to enable 20 measurements to be made for case, prepare the test specimens and determine the
each result reported. cross-sectional area in accordance with IS0 11567
using optical microscopy or laser diffractometry.
Removal of any size present makes it easier to pre-
pare good specimens. To remove the size, use the Take care when measuring the cross-sectional area to
solvent-extraction, chemical-digestion or pyrolysis avoid damage to the filaments.
methods specified in IS0 10548.
Dimensions in millim
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1996-08-I 5
Fibres de carbone - Détermination des
propriétés en traction sur éprouvette
monofilament
Carbon fibre - Determination of the tende properties of Sing/e-filament
specimens
Numéro de référence
ISO 11566: 1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11566:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 11566 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 13, Composites et fibres de ren-
forcemen t.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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NORME INTERNATIONALE @ ISO
ISO 11566:1996(F)
Fibres de carbone - Détermination des propriétés en
traction sur éprouvette monofilament
ISO 11567:1995, Fibres de carbone - Détermination
1 Domaine d’application
du diamètre et de l’aire de la section transversale des
filaments.
La présente Norme internationale prescrit une mé-
thode d’essai pour la détermination des propriétés en
3 Définitions
traction d’une éprouvette monofilament.
La méthode est applicable aux fibres unitaires de car- Pour les besoins de la présente Norme internationale,
bone, issues de fils continus, mèches, câblés, fils de les définitions données dans I’ISO 527-1, ainsi que les
fibres discontinues, tissus, tresses et tricots.
suivantes, s’appliquent.
3.1 complaisance du système: Part de I’allonge-
2 Références normatives
ment mesuré qui est due au système de mise en
charge et au système d’attache de l’éprouvette.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
3.2 platine de montage: Feuille mince, de papier,
tuent des dispositions valables pour la présente
de métal ou de plastique ayant une lumière dont la
Norme internationale. Au moment de la publication de
longueur correspond à la longueur de référence de
cette norme, les éditions indiquées étaient en vigueur.
l’éprouvette.
Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur cette Norme interna-
4 Principe
tionale sont invitées à rechercher la possibilité
d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
Une éprouvette monofilament est soumise à un effort
possèdent le registre des Normes internationales en
de traction à vitesse constante jusqu’à rupture à l’aide
vigueur à un moment donné. d’une machine d’essai mécanique adéquate, pour dé-
terminer la courbe force-allongement.
ISO 291:1977, Plastiques - Atmosphères normales
de conditionnement et d’essai.
La résistance à la traction et le module d’élasticité
en traction sont calculés à partir de la relation force-
ISO 527-l :1993, Plastiques - Détermination des pro-
allongement et de l’aire de la section transversale.
priétés en traction - Partie I : Principes généraux.
Le module d’élasticité en traction est déterminé en
ISO 10548:1994, Fibres de carbone - Détermination
divisant la variation de la contrainte par la variation cor-
du taux d’ensimage. respondante de la déformation entre deux points
définis, soit entre deux niveaux de contrainte
ISO 10618:-
l), Fibres de carbone - Détermination (méthode A), soit entre deux niveaux de déformation
des proprié tés en traction sur fils imprégnés de ré-
(méthode B). L a variation de la déformation doit être
sine. corrigée de la complaisance du système. L’aire de la
section transversale est déterminée séparément.
1) À publier.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11566:1996(F) OIS0
La relation entre la contrainte et la déformation
peut
6 Éprouvettes
ne pas être linéaire, et par conséquent un module sé-
cant doit être défini. Les deux méthodes (A et B)
re-
Au moins 20 éprouvettes doivent être préparées pour
présentent deux méthodes distinctes pour définir la
chaque unité élémentaire, pour permettre de faire
position de la sécante et peuvent ne pas donner des
20 déterminations pour chaque résultat présenté.
résultats identiques.
L’enlèvement de I’ensimage, s’il est présent, peut ai-
der à la préparation de bonnes éprouvettes. Pour en-
lever I’ensimage,
les méthodes d’extraction par
solvant, de digestion chimique ou de pyrolyse prescri-
5 Appareillage et matériaux
tes dans I’ISO 10548 doivent être utilisées.
5.1 Machine d’essai de traction, à vitesse cons-
tante de traverse équipée d’enregistreurs de force et
7 Mode opératoire
d’allongement. La précision de l’indicateur de force
doit être meilleure que 1 % de la valeur enregistrée.
7.1 Atmosphère d’essai
Le mouvement de la traverse doit être enregistré
pour
pouvoir calculer l’allongement de l’éprouvette. Les Effectuer l’essai dans l’une des atmosphères norma-
mors doivent avoir une surface plate.
les définies dans NS0 291.
7.2 Détermination de l’aire de la section
5.2 Platine de montage, faite de papier fin, de mé-
transversale
tal souple ou de plastique, avec une lumière de
25 mm + 0,5 mm, comme représenté à la figure 1.
7.2.1 Déterminer l’aire de la section transversale des
monofilaments indépendamment par l’une des mé-
L’épaisseur de la feuille doit être aussi faible que pos-
sible de façon à minimiser le désalignement de thodes prescrites dans I’ISO 11567 (détermination mi-
croscopique sur coupe transversale; calcul, à partir du
l’éprouvette dans les mors de la machine de traction.
nombre de filaments, de la masse linéique et de la
Une épaisseur de 0,l mm est recommandée.
masse volumique des fils; calcul à partir du diamètre
déterminé par microscopie optique ou calcul à partir
5.3 Adhésif, constitué de résine époxyde, colo-
du diamètre déterminé par diffraction laser).
phane, ou cire de cachetage, qui permette de coller
fermement le monofilament sur la platine.
Lorsque l’aire de la section transversale est détermi-
née par calcul à partir du diamètre mesuré par micro-
5.4 Ruban adhésif, pour fixer provisoirement le mo-
scopie optique ou par diffraction laser, utiliser les
nofilament sur la platine - pas d’exigence particu-
mêmes éprouvettes pour la détermination de l’aire de
lière.
la section transversale et des propriétés en traction.
Dimensions en millimètres
Adhésif --,
Éprouvette
monof ilament 7
Adh&if -,
a) Dimension de la platine de montage b) Mise en place de l’eprouvette
Figure 1 - Platine de montage pour l’essai de traction sur éprouvette monofilament
---------------------- Page: 4 ----------------------
@ ISO
ISO 11566:1996(F)
l’on sait que I ‘aire de la section côtés de la platine au milieu de la longueur de réfé-
7.2.2 Dans le cas où
transversale peut var Ger largement à l’intérieur d’un rence. Dans le cas où l’on brûle, il faut faire attention
de ne pas exposer l’éprouvette à la flamme. L’éprou-
même fil, s’assurer, si c’est jugé nécessaire, que la
résistance à la traction est déterminée sur des fila- v
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1996-08-I 5
Fibres de carbone - Détermination des
propriétés en traction sur éprouvette
monofilament
Carbon fibre - Determination of the tende properties of Sing/e-filament
specimens
Numéro de référence
ISO 11566: 1996(F)
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ISO 11566:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 11566 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 13, Composites et fibres de ren-
forcemen t.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE @ ISO
ISO 11566:1996(F)
Fibres de carbone - Détermination des propriétés en
traction sur éprouvette monofilament
ISO 11567:1995, Fibres de carbone - Détermination
1 Domaine d’application
du diamètre et de l’aire de la section transversale des
filaments.
La présente Norme internationale prescrit une mé-
thode d’essai pour la détermination des propriétés en
3 Définitions
traction d’une éprouvette monofilament.
La méthode est applicable aux fibres unitaires de car- Pour les besoins de la présente Norme internationale,
bone, issues de fils continus, mèches, câblés, fils de les définitions données dans I’ISO 527-1, ainsi que les
fibres discontinues, tissus, tresses et tricots.
suivantes, s’appliquent.
3.1 complaisance du système: Part de I’allonge-
2 Références normatives
ment mesuré qui est due au système de mise en
charge et au système d’attache de l’éprouvette.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
3.2 platine de montage: Feuille mince, de papier,
tuent des dispositions valables pour la présente
de métal ou de plastique ayant une lumière dont la
Norme internationale. Au moment de la publication de
longueur correspond à la longueur de référence de
cette norme, les éditions indiquées étaient en vigueur.
l’éprouvette.
Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur cette Norme interna-
4 Principe
tionale sont invitées à rechercher la possibilité
d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
Une éprouvette monofilament est soumise à un effort
possèdent le registre des Normes internationales en
de traction à vitesse constante jusqu’à rupture à l’aide
vigueur à un moment donné. d’une machine d’essai mécanique adéquate, pour dé-
terminer la courbe force-allongement.
ISO 291:1977, Plastiques - Atmosphères normales
de conditionnement et d’essai.
La résistance à la traction et le module d’élasticité
en traction sont calculés à partir de la relation force-
ISO 527-l :1993, Plastiques - Détermination des pro-
allongement et de l’aire de la section transversale.
priétés en traction - Partie I : Principes généraux.
Le module d’élasticité en traction est déterminé en
ISO 10548:1994, Fibres de carbone - Détermination
divisant la variation de la contrainte par la variation cor-
du taux d’ensimage. respondante de la déformation entre deux points
définis, soit entre deux niveaux de contrainte
ISO 10618:-
l), Fibres de carbone - Détermination (méthode A), soit entre deux niveaux de déformation
des proprié tés en traction sur fils imprégnés de ré-
(méthode B). L a variation de la déformation doit être
sine. corrigée de la complaisance du système. L’aire de la
section transversale est déterminée séparément.
1) À publier.
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ISO 11566:1996(F) OIS0
La relation entre la contrainte et la déformation
peut
6 Éprouvettes
ne pas être linéaire, et par conséquent un module sé-
cant doit être défini. Les deux méthodes (A et B)
re-
Au moins 20 éprouvettes doivent être préparées pour
présentent deux méthodes distinctes pour définir la
chaque unité élémentaire, pour permettre de faire
position de la sécante et peuvent ne pas donner des
20 déterminations pour chaque résultat présenté.
résultats identiques.
L’enlèvement de I’ensimage, s’il est présent, peut ai-
der à la préparation de bonnes éprouvettes. Pour en-
lever I’ensimage,
les méthodes d’extraction par
solvant, de digestion chimique ou de pyrolyse prescri-
5 Appareillage et matériaux
tes dans I’ISO 10548 doivent être utilisées.
5.1 Machine d’essai de traction, à vitesse cons-
tante de traverse équipée d’enregistreurs de force et
7 Mode opératoire
d’allongement. La précision de l’indicateur de force
doit être meilleure que 1 % de la valeur enregistrée.
7.1 Atmosphère d’essai
Le mouvement de la traverse doit être enregistré
pour
pouvoir calculer l’allongement de l’éprouvette. Les Effectuer l’essai dans l’une des atmosphères norma-
mors doivent avoir une surface plate.
les définies dans NS0 291.
7.2 Détermination de l’aire de la section
5.2 Platine de montage, faite de papier fin, de mé-
transversale
tal souple ou de plastique, avec une lumière de
25 mm + 0,5 mm, comme représenté à la figure 1.
7.2.1 Déterminer l’aire de la section transversale des
monofilaments indépendamment par l’une des mé-
L’épaisseur de la feuille doit être aussi faible que pos-
sible de façon à minimiser le désalignement de thodes prescrites dans I’ISO 11567 (détermination mi-
croscopique sur coupe transversale; calcul, à partir du
l’éprouvette dans les mors de la machine de traction.
nombre de filaments, de la masse linéique et de la
Une épaisseur de 0,l mm est recommandée.
masse volumique des fils; calcul à partir du diamètre
déterminé par microscopie optique ou calcul à partir
5.3 Adhésif, constitué de résine époxyde, colo-
du diamètre déterminé par diffraction laser).
phane, ou cire de cachetage, qui permette de coller
fermement le monofilament sur la platine.
Lorsque l’aire de la section transversale est détermi-
née par calcul à partir du diamètre mesuré par micro-
5.4 Ruban adhésif, pour fixer provisoirement le mo-
scopie optique ou par diffraction laser, utiliser les
nofilament sur la platine - pas d’exigence particu-
mêmes éprouvettes pour la détermination de l’aire de
lière.
la section transversale et des propriétés en traction.
Dimensions en millimètres
Adhésif --,
Éprouvette
monof ilament 7
Adh&if -,
a) Dimension de la platine de montage b) Mise en place de l’eprouvette
Figure 1 - Platine de montage pour l’essai de traction sur éprouvette monofilament
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@ ISO
ISO 11566:1996(F)
l’on sait que I ‘aire de la section côtés de la platine au milieu de la longueur de réfé-
7.2.2 Dans le cas où
transversale peut var Ger largement à l’intérieur d’un rence. Dans le cas où l’on brûle, il faut faire attention
de ne pas exposer l’éprouvette à la flamme. L’éprou-
même fil, s’assurer, si c’est jugé nécessaire, que la
résistance à la traction est déterminée sur des fila- v
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Questions, Comments and Discussion
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