RU2687939C1 - Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials - Google Patents

Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials Download PDF

Info

Publication number
RU2687939C1
RU2687939C1 RU2018124713A RU2018124713A RU2687939C1 RU 2687939 C1 RU2687939 C1 RU 2687939C1 RU 2018124713 A RU2018124713 A RU 2018124713A RU 2018124713 A RU2018124713 A RU 2018124713A RU 2687939 C1 RU2687939 C1 RU 2687939C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
electromagnetic field
carbon fiber
composite materials
hardening
Prior art date
Application number
RU2018124713A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Владимировна Злобина
Николай Валерьевич Бекренев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2018124713A priority Critical patent/RU2687939C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687939C1 publication Critical patent/RU2687939C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to production of articles from carbon-fiber reinforced polymer composite materials, specifically to electrophysical hardening of finally formed articles of different complexity and can be used in making parts of transport vehicles, in particular – aircrafts, to strength and endurance of which are high requirements. Method includes impregnation of fibrous filler with an epoxy binder, shaping and hardening of the workpiece under action of a magnetic field. After final hardening and shaping of the article, the final product is placed under a horn radiating antenna of the microwave process installation at a distance from the plane of the antenna equal to 190–210 mm, and is exposed to an electromagnetic field with frequency of 433–2450 MHz for a period of time at which the surface temperature of the sample reaches level (28–30) °C. In case of large surface area of article (for example – elements of fuselage skin or trusses of planes and stabilizer, etc.), scanning of radiating antenna on surface is provided, providing uniform coverage by spot irradiation of all required sections, wherein antenna offset to next position is carried out after reaching previous position of surface temperature equal to (28–30) °C.EFFECT: increased strength characteristics as per interlayer shear stresses by (40–48) % of finally formed structures from hardened multilayer composite materials reinforced with carbon fiber, due to application of additional finishing operation of scanning effect of UHF electromagnetic field on final formed and processed item.1 cl, 3 tbl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления изделий из армированных углеродным волокном полимерных композиционных материалов, а именно к электрофизическому упрочнению окончательно сформированных изделий различной сложности и может быть использовано в при изготовлении деталей транспортных машин, в частности - летательных аппаратов, к прочности и выносливости которых предъявляются повышенные требования.The invention relates to the technology of manufacturing products made of carbon fiber-reinforced polymer composite materials, namely, electrophysical hardening of finally formed products of varying complexity and can be used in the manufacture of parts of transport machines, in particular - aircraft, to the strength and endurance of which increased demands.

Известен способ получения многослойных подложек из термопластичного синтетического смолистого материала (патент US на изобретение №5338611 А), согласно которому формируют полосы, содержащие термопластичный полимер со включениями частиц сажи и которые укреплены стекловолокном в количестве по весу от 5 до 60% и углеродным волокном в количестве по весу от 1 до 20%. Сформированный блок из армированных подложек помещают в электромагнитное поле частотой от 0,5 до 10 ГГц с мощностью, достаточной для нагрева до температуры, большей температуры стеклования, но меньшей температуры плавления, что создает соединение между слоями.A method of obtaining multilayer substrates of thermoplastic synthetic resinous material (US patent for the invention №5338611 A), according to which strips containing a thermoplastic polymer with soot particles are formed and reinforced with fiberglass in an amount by weight from 5 to 60% and carbon fiber in an amount by weight from 1 to 20%. The formed block of reinforced substrates is placed in an electromagnetic field with a frequency of 0.5 to 10 GHz with a power sufficient to heat to a temperature higher than the glass transition temperature but lower than the melting point, which creates a connection between the layers.

Недостатками способа являются термические напряжения, возникающие на границах раздела слоев и границах «волокно-матрица». Возникновение напряжений связано с различными коэффициентами термического расширения у армирующих волокон из разнородного материала и полимерной матрицы, что вызывает значительные деформации волокон, которые при остывании матрицы не релаксируют вследствие ее затвердевания. Это препятствует сокращению удлинившихся волокон. Соответственно возникающим напряжениям понижаются прочностные характеристики материала. Дополнительно возникает концентрация напряжений при формовании изделия из данного материала, вызывающая неоднородность напряженно-деформированного состояния (НДС), что повышает опасность разрушения при знакопеременных нагрузках, возникающих, например, при эволюциях летающих с большими ускорениями объектов. Неоднородности НДС способствует введение в матрицу частиц сажи, которые являются концентраторами выделения тепловой энергии при взаимодействии с СВЧ электромагнитным полем, но не могут быть равномерно распределены в объеме матрицы при введении в нее известными технологическими методами. Материал содержит малое количество углеродного волокна, что снижает его прочностные свойства. Относительно применимости способа к обработке преимущественно углеродных армирующих элементов информация отсутствует.The disadvantages of this method are thermal stresses that occur at the interfaces of the layers and the fiber-matrix boundaries. The occurrence of stresses is associated with different coefficients of thermal expansion in reinforcing fibers made of a dissimilar material and polymer matrix, which causes significant deformation of the fibers, which do not relax as the matrix cools due to its hardening. This prevents the contraction of elongated fibers. Accordingly, the resulting stresses decrease the strength characteristics of the material. Additionally, there is a stress concentration during the molding of a product made of this material, causing heterogeneity of the stress-strain state (VAT), which increases the risk of fracture under alternating loads that occur, for example, during the evolution of objects flying with large accelerations. The heterogeneity of the SSS is promoted by the introduction of soot particles into the matrix, which are concentrators of the release of thermal energy when interacting with a microwave electromagnetic field, but cannot be evenly distributed in the matrix volume when introduced into it by known technological methods. The material contains a small amount of carbon fiber, which reduces its strength properties. Regarding the applicability of the method to the processing of predominantly carbon reinforcing elements, there is no information.

Известен также способ получения моновиниловых ароматических полимеров, нагреваемых микроволновым излучением (патент СН на изобретение №2438867 от 10.01.2012 г., МПК В29С), включающий размещение ударопрочного полистирола в виде слоя в многослойном композите, имеющем один или более слоев, невосприимчивых к энергии микроволнового излучения, нагревание ударопрочного полистирола в объеме посредством энергии микроволнового излучения и формование материала из расплава.There is also known a method of producing monovinyl aromatic polymers heated by microwave radiation (SN patent for invention No. 2438867 dated 01/10/2012, IPC V29C), which includes placing impact polystyrene as a layer in a multilayer composite that has one or more layers that are not susceptible to microwave energy radiation, heating of impact polystyrene in the volume by means of microwave radiation energy and molding the material from the melt.

Недостатками данного способа являются термические напряжения, возникающие на границах раздела слоев различных по теплофизическим характеристикам материалов, неприменимость к получению армированных углеродными волокнами материалов, которые наиболее перспективны для современной транспортной техники вследствие малой массы и высокой прочности, влияние на работоспособность сформированного изделия технологической наследственности предшествующей термической обработки и размерного формования. В результате изделие обладает невысокой прочностью и эксплуатационной надежностью.The disadvantages of this method are thermal stresses arising at the interfaces of layers of different thermal characteristics of materials, inapplicability to the production of carbon fiber-reinforced materials that are most promising for modern transport equipment due to low mass and high strength, impact on the performance of the formed product technological heredity previous heat treatment and dimensional molding. As a result, the product has low strength and operational reliability.

Известен также способ стабилизации углеродсодержащего волокна, в котором волокно, помещенное в газовую среду, подвергают обработке микроволновым излучением с одновременным нагревом газовой среды (патент RU на изобретение №2416682, МПК D01F 9/22, D01F 9/16, D01F 9/12, D01F 11/16, D01F 11/10). Способ реализуют следующим образом.There is also known a method of stabilizing carbon-containing fiber, in which a fiber placed in a gaseous medium is subjected to microwave radiation treatment with simultaneous heating of the gaseous medium (RU patent for invention No. 2416682, IPC D01F 9/22, D01F 9/16, D01F 9/12, D01F 11/16, D01F 11/10). The method is implemented as follows.

В качестве исходного волокна могут быть использованы натуральные или синтетические углеродсодержащие волокна, такие как полиакрилонитрил, вискоза и др. На первом этапе обработки - стабилизации -исходное волокно (предшественник) помещают в рабочую камеру, содержащую рабочую газовую среду, в качестве которой могут использоваться хорошо известные в данной области рабочие газы, например молекулярный кислород, воздух, озон и т.п.В камеру подводят микроволны так, чтобы они были направлены в зону обработки волокна. Для этих целей в качестве рабочей камеры могут быть использованы любые известные устройства, в которых микроволновое излучение воздействует на обрабатываемый материал, например волноводы, аппликаторы, резонансные и нерезонансные объемы и т.п.Одновременно проводят нагрев рабочей камеры при помощи любых источников тепла, в качестве которых без ограничения общности могут использоваться электронагревательные устройства, например, электрическая спираль, индуктор, керамические инфракрасные (ИК) излучатели и т.п.Один или несколько нагревателей (источники тепла) могут быть установлены снаружи рабочей камеры таким образом, чтобы выделяемое ими тепло было направлено на рабочую камеру. Рабочая частота может выбираться из известного диапазона 300-30000 МГц, в зону обработки волокна подают микроволновое излучение мощностью 10-1000 Вт, что обеспечивает нагрев материала в интервале температур 50-500°С,Natural or synthetic carbon-containing fibers, such as polyacrylonitrile, rayon, etc., can be used as the initial fiber. In the first stage of processing — stabilization — the initial fiber (precursor) is placed in a working chamber containing a working gas medium, as which can be used well-known in this area, working gases, such as molecular oxygen, air, ozone, etc., the microwaves are fed into the chamber so that they are directed to the fiber treatment zone. For these purposes, as a working chamber, any known devices can be used in which microwave radiation acts on the material being processed, for example, waveguides, applicators, resonant and nonresonant volumes, etc. At the same time, the working chamber is heated using any heat sources, as which, without loss of generality, electric heating devices can be used, for example, an electric coil, an inductor, ceramic infrared (IR) emitters, etc. One or several heats Firs (heat sources) can be installed outside the working chamber in such a way that the heat they generate is directed to the working chamber. The operating frequency can be selected from the known range of 300-30000 MHz, microwave radiation with a power of 10-1000 W is supplied to the fiber processing zone, which provides heating of the material in the temperature range of 50-500 ° С,

Недостатком способа является то, что он реализуется применительно к исходному компоненту композиционного материала, а именно к углеродному волокну на стадии его получения, что не обеспечивает устранения негативного влияния последующих операций получения композита и формования изделия из него на прочность и выносливость окончательно сформированных объектов, которые вследствие термического характера процессов стабилизации и отверждения неизбежно приводят остаточным напряжениям и их концентрации в опасных зонах перемены сечения и стыка конструктивных элементов.The disadvantage of this method is that it is implemented in relation to the source component of a composite material, namely, carbon fiber at the stage of its production, which does not eliminate the negative impact of subsequent operations of obtaining a composite and molding its article on the strength and durability of finally formed objects, which due to thermal processes of stabilization and curing inevitably lead to residual stresses and their concentration in hazardous areas yka components.

Таким образом, описанные способы не применимы для повышения прочности изделий сложной формы из армированных углеродным волокном композиционных материалов. При этом, несмотря на отмеченные недостатки, анализ описанных аналогов позволяет сделать вывод о перспективности использования микроволнового излучения (СВЧ электромагнитного поля) для модифицирования армированных углеродным волокном композиционных материалов с целью повышения их прочности.Thus, the described methods are not applicable to increase the strength of complex-shaped products made of carbon fiber-reinforced composite materials. At the same time, despite the noted shortcomings, the analysis of the described analogs allows us to conclude that the use of microwave radiation (microwave electromagnetic field) is promising for modifying composite materials reinforced with carbon fiber in order to increase their strength.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ получения армированных полимерных материалов (патент RU на изобретение №2135530 C08L 63/02, C08J 5/24, C08J 5/06, C08G 59/56, опубликован 27.08.1999 г.). Способ включает в себя операции: пропитки наполнителя смолой, термообработки, пропитки отверждающей системой. Для армирования используют капроновую нить, обработанную магнитным полем перед пропиткой ее отверждающей системой, в отверждающую систему вводят защитный полимер: бутадиенстирольный латекс или клей КМЦ, при следующем массовом соотношении компонентов в отверждающей системе: вода, отвердитель, защитный полимер 1,7-2,3:0,5-1,5:0:7-1,3. Технический результат - повышение разрушающего напряжения при статическом изгибе и повышение удельной вязкости полимерных композиционных материалов при одновременном их удешевлении.The closest analogue to the claimed invention is a method for producing reinforced polymeric materials (RU patent for invention No. 2135530 C08L 63/02, C08J 5/24, C08J 5/06, C08G 59/56, published on August 27, 1999). The method includes operations: impregnation of a filler with a resin, heat treatment, impregnation with a curing system. For reinforcement use a nylon thread treated with a magnetic field before impregnation with its curing system, a protective polymer is introduced into the curing system: styrene-butadiene latex or CMC glue, with the following mass ratio of components in the curing system: water, curing agent, protective polymer 1.7-2.3 : 0.5-1.5: 0: 7-1.3. The technical result is an increase in destructive stresses during static bending and an increase in the specific viscosity of polymer composites with their simultaneous cheapening.

Недостатками способа являются следующие:The disadvantages of the method are the following:

1. Приведенные в описании способа режимы могут быть неприменимы к обработке материалов, армированных углеродным волокном;1. The modes described in the description of the method may not be applicable to the processing of materials reinforced with carbon fiber;

2. Влияние на работоспособность сформированного изделия технологической наследственности предшествующей термической обработки и размерного формования, в результате указанный в описании эффект по повышению разрушающих напряжений при статическом изгибе ударной вязкости оказывается снивелирован последующей за получением материала размерной обработкой;2. The effect on the performance of the formed product of technological heredity of the preceding heat treatment and dimensional molding, as a result, the effect of increasing destructive stresses indicated during static bending, the toughness is reduced by the subsequent processing of the material by dimensional processing;

3. Дополнительно возникает концентрация напряжений при формовании изделия из данного материала и при его последующей размерной обработке, что вызывает неоднородность НДС, повышает опасность разрушения при знакопеременных нагрузках, возникающих, например, при эволюциях летающих с большими ускорениями объектов.3. Additionally, stress concentration occurs during the molding of a product made of this material and during its subsequent dimensional processing, which causes non-uniformity of the VAT, increases the risk of destruction under alternating loads, such as those evolving objects evolving with large accelerations.

4. Способ не может быть применен к крупногабаритным протяженным изделиям типа конструкционных силовых конструкций и обшивки элементов летательных аппаратов и других транспортных систем вследствие существенной неравномерности электромагнитного поля в СВЧ камере. Также создание СВЧ камеры значительных размеров (порядка нескольких метров) с распределенной по требуемому закону напряженностью электромагнитного поля трудно осуществимо технически.4. The method cannot be applied to large-sized lengthy products such as structural power structures and plating elements of aircraft and other transport systems due to the significant unevenness of the electromagnetic field in the microwave chamber. Also, the creation of a microwave chamber of considerable size (of the order of several meters) with the electromagnetic field intensity distributed according to the required law is technically difficult to implement.

В конечном итоге причиной недостаточной эффективности данного способа для упрочнения армированных углеродным волокном композиционных материалов являются термические напряжения, возникающие на границах раздела слоев различных по теплофизическим характеристикам армирующих компонентов, а именно углеродных волокон, и матрицы. Следовательно, целесообразным является применение модифицирующего электрофизического воздействия, не приводящего к разогреву материалов до температуры, способствующей возникновению внутренних термических напряжений, но в тоже время стимулирующей взаимодействия компонентов матрицы, а также между матрицей и границей армирующих волокон. Таким воздействием может явиться обработка в СВЧ электромагнитном поле малой удельной мощности, осуществляемая после завершения всех формообразующих операций, как финишный процесс.In the end, the reason for the lack of effectiveness of this method for hardening carbon fiber-reinforced composite materials are thermal stresses that occur at the interfaces of layers of different thermal characteristics of the reinforcing components, namely carbon fibers, and the matrix. Therefore, it is advisable to use modifying electrophysical effects that do not cause materials to heat up to a temperature conducive to the occurrence of internal thermal stresses, but at the same time stimulating interaction of the matrix components, as well as between the matrix and the border of the reinforcing fibers. Such an effect may be the processing in the microwave electromagnetic field of low power density, carried out after the completion of all formative operations, as a finishing process.

Техническая проблема настоящего изобретения состоит в необходимости создания способа повышения прочностных характеристик изделий из композиционных полимерных материалов, армированных углеродным волокном, путем их обработки в СВЧ электромагнитном поле после окончательного формообразования и размерной обработки на режимах, обеспечивающих рациональный разогрев композиции.The technical problem of the present invention is the need to create a method for improving the strength characteristics of products made of composite polymer materials reinforced with carbon fiber by processing them in a microwave electromagnetic field after final shaping and dimensional processing in modes that provide rational heating of the composition.

Поставленная проблема решается тем, что в способе упрочнения армированных углеродным волокном полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного связующего, включающем операции пропитки волокнистого наполнителя эпоксидным связующим, формообразования и отверждения заготовки при воздействии магнитного поля после окончательного отверждения проводят дополнительное воздействие СВЧ электромагнитным полем частотой 433-2450 МГц в зависимости от толщины изделия, располагают рупорную излучающую антенну на расстоянии 190-210 мм от облучаемого изделия и осуществляют непрерывный бесконтактный контроль температуры поверхности изделия. Процесс останавливают при достижении температуры в 28-30°С.The problem is solved by the fact that in the method of hardening carbon fiber-reinforced polymer composite materials based on epoxy binder, including the operation of impregnating a fibrous filler with an epoxy binder, shaping and curing the workpiece when exposed to a magnetic field after the final curing, carry out an additional effect of a microwave electromagnetic field at a frequency of 433-2450 MHz depending on the thickness of the product, have a horn radiating antenna at a distance of 190-210 mm from the irradiation products and carry out continuous contactless control of the surface temperature of the product. The process is stopped when the temperature reaches 28-30 ° C.

Технический результат заявляемого решения заключается в изменении микроструктуры композиционного материала, заключающемся в повышении фрактальной размерности элементов матрицы, образовании большего количества мелких фрагментов с большим количеством активных поверхностей контакта с армирующими волокнами. Дополнительно вследствие проводящих свойств углеродных волокон на их поверхности в электромагнитном поле сверхвысокой частоты происходит локальное выделение тепла, распределенное вдоль волокон и соответствующее их ориентации в изделии. Сочетание этих двух механизмов приводит к образованию дополнительных связей волокон и элементов матрицы, дополнительной их сшивке, что формирует упрочненный каркас. В тоже время не происходит объемный значительный разогрев материала, и исключаются высокие термические напряжения, которые могут привести к появлению микротрещин в отвержденной матрице и снижению прочности материала. Таким образом, повышаются прочностные характеристики изделия и их равномерность по его объему. В конечном итоге описанные механизмы вызывают повышение сопротивления изделия к различным видам нагружения, которые могут возникнуть при его эксплуатации.The technical result of the proposed solution is to change the microstructure of the composite material, which consists in increasing the fractal dimension of the elements of the matrix, the formation of a larger number of small fragments with a large number of active contact surfaces with reinforcing fibers. Additionally, due to the conductive properties of carbon fibers on their surface in the electromagnetic field of ultra-high frequency, local heat generation occurs, distributed along the fibers and corresponding to their orientation in the product. The combination of these two mechanisms leads to the formation of additional bonds of fibers and elements of the matrix, their additional cross-linking, which forms a hardened frame. At the same time, there is no significant volume heating of the material, and high thermal stresses, which can lead to the appearance of microcracks in the cured matrix and reduce the strength of the material, are eliminated. Thus, increase the strength characteristics of the product and their uniformity in its volume. In the end, the described mechanisms cause an increase in the resistance of the product to various types of loading that may occur during its operation.

Наиболее целесообразным можно считать воздействие СВЧ электромагнитным полем на полностью сформированное изделие вследствие значительной глубины проникновения электромагнитной волны, составляющей на промышленных частотах (433-2450) МГц 5-20 мм в зависимости от диэлектрических свойств материала. В изобретениях-аналогах положительные эффекты различных электрофизических воздействий (микроволновое излучение, магнитное поле, электрический ток и др.) проявляются исключительно в процессе изготовления компонентов композиционного материала, а именно - волокон, или при термостабилизации полимерной матрицы. При этом не учитываются процессы изменения структуры материала при его окончательном отверждении и при финишной формообразующей или размерной обработке, которые проходят хаотически и могут привести к анизотропии свойств, нарушению образовавшихся структурных связей, нарушению сплошности структуры и другим явлениям, способным вызвать разупрочнение, или неравномерность прочностных характеристик. Конструктивные особенности сформированных изделий, создавая концентраторы напряжений, также способны вызвать снижение прочности в опасных зонах, которое уже не может быть скомпенсировано повышением свойств исходных компонетов материала. Использование обработки СВЧ электромагнитным полем на рациональной подводимой мощности применительно к окончательно произведенному изделию позволит снивелировать результаты влияния на структуру и прочность материала финишных операций формообразования, повысить стабильность всего технологического процесса вследствие сохранения достаточно сложных, но отработанных химических технологий получения исходных компонентов, управлять прочностью изделий любой конструктивной сложности.The most appropriate can be considered the effect of microwave electromagnetic field on a fully formed product due to the significant penetration depth of the electromagnetic wave, which is at industrial frequencies (433-2450) MHz 5-20 mm, depending on the dielectric properties of the material. In the inventions-analogues, the positive effects of various electrophysical influences (microwave radiation, magnetic field, electric current, etc.) are manifested exclusively in the process of manufacturing the components of the composite material, namely, fibers, or during thermal stabilization of the polymer matrix. It does not take into account the processes of changing the structure of the material during its final curing and the final shaping or dimensional processing, which pass randomly and can lead to anisotropy of properties, disruption of the formed structural bonds, disruption of the integrity of the structure and other phenomena that can cause softening or unevenness of the strength characteristics . The design features of the formed products, creating stress concentrators, can also cause a decrease in strength in hazardous areas, which can no longer be compensated by improving the properties of the initial components of the material. Using the processing of the microwave electromagnetic field at a rational power input applied to the final product will reduce the results of the impact on the structure and strength of the material of the shaping finishing operations, increase the stability of the entire technological process due to the preservation of rather complex but well-developed chemical technologies for obtaining the original components, manage the strength of any constructive products difficulties.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Формируют композиционную структуру изделия путем укладки требуемого количества необходимым образом ориентированных слоев армирующих углеродных волокон с пропиткой слоев эпоксидной или другой смолой. Затем проводят формообразование изделия в соответствии с требованиями чертежа путем обжатия по специальной прессформе и отверждают матрицу путем введения в ее состав отвердителя или нагревания до определенной для каждого состава и концентрации температуры до получения необходимых механических характеристик. Окончательно сформированное изделие помещают под рупорную излучающую антенну СВЧ технологической установки на расстояние от плоскости антенны, равное 190-210 мм и воздействуют на него электромагнитным полем частотой 433-2450 МГц, в течение времени, при котором температура поверхности доходит до уровня (28-30)°С.Уровень температуры контролируют при помощи электронного регистрирующего прибора: пирометра или тепловизора, показания которого выдаются оператору установки или через аналогово-цифровой преобразователь вносятся в систему автоматизированного управления. Технологический процесс СВЧ обработки прекращают по достижении температуры (28-30)°С. При этом частоту 2450 МГц используют при толщине конструкции не более 5-7 мм, 915 МГц - не более 15-20 мм, 433 МГц - не более 30 мм для получения глубины проникновения волны, обеспечивающей минимальные потери мощности и максимальную равномерность воздействия. В случае большой площади поверхности изделия (например - элементы обшивки фюзеляжа или ферменные конструкции плоскостей и стабилизатора и т.п.) используют сканирование излучающей антенны по поверхности, обеспечивая равномерное покрытие пятном облучения всех необходимых участков. При этом смещение антенны на следующую позицию осуществляют после достижения на предыдущей позиции указанной выше температуры поверхности.Form the compositional structure of the product by laying the required amount of the required manner of oriented layers of carbon fiber reinforcement impregnated with layers of epoxy or other resin. This is followed by shaping the product in accordance with the requirements of the drawing by squeezing through a special mold and curing the matrix by introducing a hardener into its composition or heating it to a specific for each composition and concentration of temperature until the required mechanical characteristics are obtained. The finally formed product is placed under the horn radiating antenna of the microwave installation at a distance from the antenna plane equal to 190-210 mm and is applied to it by an electromagnetic field with a frequency of 433-2450 MHz, during the time at which the surface temperature reaches the level (28-30) ° C. The level of temperature is controlled using an electronic recording device: a pyrometer or a thermal imager, whose readings are given to the installation operator or, via an analog-to-digital converter, are entered into the automation system ovarian control. The process of microwave treatment is stopped when the temperature reaches (28-30) ° C. The frequency of 2450 MHz is used with a thickness of no more than 5-7 mm, 915 MHz - no more than 15-20 mm, 433 MHz - no more than 30 mm to obtain the wave penetration depth, providing minimal power loss and maximum uniformity of impact. In the case of a large surface area of the product (for example, fuselage skin elements or truss structures of planes and a stabilizer, etc.), scanning of the radiating antenna over the surface is used, ensuring uniform coverage of the irradiation spot of all necessary sections. In this case, the antenna is shifted to the next position after reaching the above surface temperature at the previous position.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Для осуществления способа использовали технологическую СВЧ установку типа «Жук-2-02» производства ООО «АгроЭкоТех» (г. Обнинск Калужской обл.) с частотой излучения 2450 МГц и мощностью магнетрона 1200 Вт.For the implementation of the method used technological microwave installation of the type "Zhuk-2-02" produced by LLC "AgroEkoTech" (Obninsk, Kaluga region) with a radiation frequency of 2450 MHz and a magnetron power of 1200 watts.

Результаты практической реализации способа иллюстрируются графиками Фиг. 1-Фиг. 5.The results of the practical implementation of the method are illustrated by the graphs of FIG. 1 to FIG. five.

Фиг. 1. Зависимость температуры нагрева 100 мл воды в СВЧ электромагнитном поле от расстояния до плоскости излучающей антенны при времени облучения 2 минуты.FIG. 1. The dependence of the heating temperature of 100 ml of water in the microwave electromagnetic field on the distance to the plane of the radiating antenna with an irradiation time of 2 minutes.

Фиг. 2. Зависимость температуры нагрева 100 мл воды в СВЧ электромагнитном поле от расстояния до плоскости излучающей антенны при времени облучения 1 минута.FIG. 2. Dependence of the heating temperature of 100 ml of water in the microwave electromagnetic field on the distance to the plane of the radiating antenna with an irradiation time of 1 minute.

Фиг. 3. Влияние воздействия СВЧ электромагнитного поля на предельные напряжения межслоевого сдвига образцов толщиной 3,3 мм в зависимости от времени обработки.FIG. 3. The effect of the microwave electromagnetic field on the limiting stresses of the interlayer shear of 3.3 mm thick samples depending on the processing time.

Фиг. 4. Влияние воздействия СВЧ электромагнитного поля на предельные напряжения межслоевого сдвига образцов толщиной 5,0 мм в зависимости от времени обработки.FIG. 4. The effect of the microwave electromagnetic field on the limiting stresses of the interlayer shear of samples with a thickness of 5.0 mm depending on the processing time.

Фиг. 5. Влияние температуры СВЧ диэлектрического нагрева образцов из армированного углеродными волокнами полимерного композиционного материала, соответствующей технологическим режимам, на увеличение предельных напряжений межслоевого сдвигаFIG. 5. The effect of the temperature of the microwave dielectric heating of samples from carbon fiber-reinforced polymer composite material corresponding to the process conditions, to increase the limit stresses of interlayer shear

Для выявления зависимости термического воздействия СВЧ электромагнитного поля от расстояния от плоскости антенны до объекта воздействия предварительно снимали температурную зависимость нагрева 100 мл воды от дистанции, которую устанавливали равной 50, 100, 150, 200, 250 мм. Время воздействия устанавливали равным 1 и 2 минуты. Полученные зависимости представлены на графиках Фиг. 1 и Фиг. 2. На основании анализа графиков сделан вывод, что диапазон изменения расстояния до плоскости антенны должен составлять 100 - 200 мм, поскольку при увеличении расстояния температура объекта практически не отличается от температуры окружающего воздуха, и ожидать сколько-нибудь заметных изменений в структуре отвержденного материала нецелесообразно. При меньших расстояниях температура объекта превышает 40°С, что согласно нашим исследованиям и литературным данным может вызвать формирование внутренних напряжений и деструктивные изменения материала. При обработке образцов излучающую антенну располагали на расстоянии 100 и 200 мм, обработку осуществляли в течение 0,5; 1; 2; 3 и 4 минут, поскольку при большем времени ожидаемо существенное повышение температуры на всех режимах, а меньшее время при малой подводимой СВЧ мощности не вызывает заметного ее изменения. Использовали образцы из отвержденного углепластика с квазиизотропной структурой длиной и шириной 70 и 9,5 мм соответственно. Толщина образцов составляла 3,3 и 5 мм. Одновременно обрабатывали по 3 образца.To identify the dependence of the thermal effect of the microwave electromagnetic field on the distance from the antenna plane to the object of exposure, the temperature dependence of heating 100 ml of water on the distance was preliminarily determined, which was set to 50, 100, 150, 200, 250 mm. The exposure time was set equal to 1 and 2 minutes. The dependences obtained are presented in the graphs of FIG. 1 and FIG. 2. Based on the analysis of the graphs, it was concluded that the range of variation of the distance to the antenna plane should be 100 to 200 mm, since as the distance increases, the temperature of the object practically does not differ from the ambient air temperature, and it is impractical to expect any noticeable changes in the structure of the cured material. At smaller distances, the temperature of the object exceeds 40 ° C, which, according to our research and literature data, can cause the formation of internal stresses and destructive changes in the material. When processing samples, the radiating antenna was placed at a distance of 100 and 200 mm, the processing was carried out for 0.5; one; 2; 3 and 4 minutes, since with a longer time a significant increase in temperature is expected in all modes, and less time with a low microwave power does not cause a noticeable change. Samples of cured carbon fiber with a quasi-isotropic structure with a length and width of 70 and 9.5 mm, respectively, were used. The thickness of the samples was 3.3 and 5 mm. Simultaneously treated with 3 samples.

В процессе обработки осуществляли контроль температуры поверхности образцов и распределение температуры по толщине путем непрерывной записи термограмм во фронтальной и фланговой зонах при помощи тепловизора модели FLIR Е40 (США). Предварительно показания в опорных точках калибровали при помощи пирометра Testo 830-Т1 (Германия).In the course of processing, the temperature of the samples was monitored and the temperature was distributed over the thickness by continuously recording thermograms in the frontal and flank zones using a FLIR E40 thermal imager (USA). Preliminary readings at reference points were calibrated using a Testo 830-T1 pyrometer (Germany).

Проводили испытания образцов на межслоевой сдвиг, как наиболее часто использующиеся для оценки эксплуатационных характеристик слоистых угле- и стеклопластиков. Использовали установку, оснащенную тензометрическими датчиками усилий и червячным механизмом нагружения. Сигналы с датчиков передавались через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) в компьютер. Обработка результатов измерения нарастания приложенной к образцу нагрузки по специальной заложенной в установке программе LabVIEW (г. Орел) позволила получить графики нагрузки (изгибающего момента) в динамике от приложения до разрушения образца. Расстояние между опорами оснастки, на которую устанавливали испытуемый образец, составляло 60 мм. Внутренние напряжения вычисляли по стандартной, принятой в сопротивлении материалов, методике через нагружающую силу и момент сопротивления поперечного сечения образца-балки.Samples were tested for interlayer shear, as most often used to evaluate the performance characteristics of layered carbon and fiberglass. Used the installation, equipped with a strain gauge force and worm loading mechanism. The signals from the sensors were transmitted through an analog-to-digital converter (ADC) to a computer. Processing the results of measuring the increase in the load applied to the sample using the special LabVIEW program installed in the installation (Orel), allowed us to obtain load graphs (bending moment) in the dynamics from application to sample destruction. The distance between the supports of the equipment on which the test sample was placed was 60 mm. Internal stresses were calculated according to the standard, adopted in the resistance of materials, method through the loading force and the moment of resistance of the cross-section of the beam sample.

Соответственно с экрана монитора установки считывали значения нагружающего момента. Измерения останавливали после потери образцом целостности. Предельную нагрузку определяли как среднюю величину по нескольким значениям нагружающего момента согласно полученному графику от момента прекращения стабильного нарастания его величины до момента спада не менее, чем на 15%.Accordingly, the values of the loading moment were read from the monitor screen of the installation. Measurements were stopped after the sample lost integrity. The maximum load was determined as the average value of several values of the loading moment according to the obtained schedule from the moment of the termination of a stable increase of its value to the time of the fall of not less than 15%.

В результате испытаний установлено, что при увеличении времени воздействия СВЧ электромагнитного поля от 0,5 до 2 минут наблюдается стабильное увеличение определяемых параметров прочности. Максимальный эффект достигается при времени 1-2 минуты. При дальнейшем увеличении времени до 4 минут и более рост параметра становится незначимым (3-5%) или наблюдается некоторое его снижение. Таким образом, увеличение времени СВЧ обработки более 2 минут нецелесообразно.As a result of the tests, it was established that with an increase in the exposure time of the microwave electromagnetic field from 0.5 to 2 minutes, a stable increase in the determined strength parameters is observed. The maximum effect is achieved at a time of 1-2 minutes. With a further increase in time to 4 minutes or more, the growth of the parameter becomes insignificant (3-5%) or some decrease is observed. Thus, an increase in the microwave processing time of more than 2 minutes is impractical.

Результаты испытаний образцов представлены в табл. 1-3 и на Фиг. 3-5.The test results of the samples are presented in table. 1-3 and FIG. 3-5

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Анализ данных табл. 1 и 2, а также графиков Фиг. 3 и 4 свидетельствует, что наибольшие напряжения межслоевого сдвига выдерживают образцы, подвергнутые воздействию СВЧ электромагнитного поля в течение 2 минут при дистанции между плоскостью рупорной излучающей антенны и поверхностью образца, равном 200 мм. При меньших дистанциях, что соответствует большей напряженности электромагнитного поля и, соответственно, большему уровню подведенной СВЧ мощности, предельные напряжения меньше как для образцов толщиной 3,3 мм, так и 5 мм соответственно на 27% и на 18%. С другой стороны, при времени воздействия, равном 1 минуте, большая прочность образцов толщиной 5 мм по напряжениям межслоевого сдвига обеспечивается при большей подведенной мощности, т.е. на дистанции 100 мм, на (7-8)%. Для образцов толщиной 3,3 мм эффективность обработки на дистанции 200 мм снижается до 4%, что можно считать малозначимым. Очевидно, при малом уровне СВЧ мощности, что соответствует большей дистанции и меньшему времени воздействия, в структуре матрицы и межфазных зонах не успевает произойти перестройка микроструктуры и образование дополнительных адгезионных связей. При большем уровне подведенной мощности (сниженная до 100 мм дистанция) такие изменения происходят, и материал становится более прочным. При увеличении времени процессы образования связей нарастают при малом уровне мощности, при этом диэлектрический нагрев проходит менее интенсивно из-за теплоотвода в окружающую среду и глубинные области материала. В случае высокого уровня СВЧ мощности теплота, выделившаяся вследствие диэлектрического нагрева матрицы, не успевает рассеяться в окружающую среду и глубинные объемы материала. Поэтому процесс сопровождается ростом температуры и образование новых адгезионных связей происходит одновременно с возникновением термических напряжений и действий различных по величине тепловых деформаций матрицы и армирующих волокон. Это приводит к трещинообразованию на различных уровнях и, как следствие, к уменьшению прочности по напряжениям межслоевого сдвига. Данное утверждение подтверждается данными табл.3 и графиков Фиг. 5 и 6. Видно, что наибольший эффект по увеличению прочности армированного углеродными волокнами полимерного композиционного материала наблюдается для образцов большей толщины, однако абсолютное значение напряжений у образцов толщиной 3,3 мм существенно выше. Данный факт может быть связан с большей относительной долей матрицы в объеме образцов толщиной 5 мм, на структуру которой в большей степени влияет СВЧ электромагнитное поле. В тоже время, меньшая прочность матрицы определяет меньшие значения предельных напряжений межслоевого сдвига в образцах, с большим ее содержанием.Data analysis table. 1 and 2, as well as the graphs of FIG. 3 and 4 shows that the highest interlayer shear stresses withstand the samples subjected to the microwave electromagnetic field for 2 minutes at a distance between the plane of the horn radiating antenna and the sample surface equal to 200 mm. At shorter distances, which corresponds to a higher electromagnetic field strength and, accordingly, a higher level of microwave power supplied, the limit voltages are lower for both samples of 3.3 mm thick and 5 mm, respectively, by 27% and 18%. On the other hand, with an exposure time of 1 minute, the greater strength of samples 5 mm thick in terms of the interlayer shear stress is ensured with a larger applied power, i.e. at a distance of 100 mm, at (7-8)%. For samples with a thickness of 3.3 mm, the processing efficiency at a distance of 200 mm is reduced to 4%, which can be considered unimportant. Obviously, with a small level of microwave power, which corresponds to a greater distance and a shorter exposure time, in the structure of the matrix and the interfacial zones, the microstructure restructuring and the formation of additional adhesive bonds do not occur. With a higher level of power (reduced to 100 mm distance) such changes occur, and the material becomes more durable. As time increases, bond formation processes grow at a low power level, while dielectric heating proceeds less intensively due to heat removal to the environment and the deep regions of the material. In the case of a high level of microwave power, the heat released by the dielectric heating of the matrix does not have time to dissipate into the environment and the depth of the material. Therefore, the process is accompanied by an increase in temperature and the formation of new adhesive bonds occurs simultaneously with the occurrence of thermal stresses and the actions of different thermal deformations of the matrix and reinforcing fibers of various magnitudes. This leads to cracking at various levels and, as a result, to a decrease in strength due to interlayer shear stresses. This statement is confirmed by the data of Table 3 and the graphs of FIG. 5 and 6. It can be seen that the greatest effect on increasing the strength of the carbon fiber-reinforced polymer composite material is observed for thicker specimens, but the absolute value of stresses for specimens 3.3 mm thick is much higher. This fact may be associated with a larger relative fraction of the matrix in the volume of samples 5 mm thick, the structure of which is largely affected by the microwave electromagnetic field. At the same time, the lower strength of the matrix determines the lower values of the limit stresses of the interlayer shear in the samples, with its greater content.

Для образцов двух исследованных поперечных сечений (9,5×3,3 и 9,5×5 мм) температура поверхности на режимах, соответствующих максимальному упрочняющему эффекту, составила (28-30)°С, что может явиться объективным критерием оперативного контроля продолжительности процесса обработки в СВЧ электромагнитном поле. При этом для образцов с меньшей толщиной зависимость является более четкой («острой»), для образцов большей толщины диапазон температур может быть несколько расширен.For the samples of the two cross sections studied (9.5 × 3.3 and 9.5 × 5 mm), the surface temperature at the modes corresponding to the maximum strengthening effect was (28-30) ° C, which may be an objective criterion for the operational control of the process duration processing in the microwave electromagnetic field. At the same time, for samples with a lower thickness, the dependence is clearer (“sharp”); for samples of greater thickness, the temperature range can be somewhat extended.

Таким образом, экспериментально установлено, что обработка окончательно сформированных образцов армированного углеродными волокнами полимерного композиционного материала в СВЧ электромагнитном поле частотой 2450 МГц на дистанции 190-210 мм в течение 2 минут обеспечивает по сравнению с известными способами увеличение прочности по напряжениям межслоевого сдвига на (40-48)% в зависимости от толщины образца.Thus, it has been established experimentally that the processing of finally formed samples of carbon fiber-reinforced polymer composite material in the microwave electromagnetic field with a frequency of 2450 MHz at a distance of 190-210 mm for 2 minutes provides, in comparison with known methods, an increase in strength in interlayer shear stresses (40 48)% depending on the sample thickness.

Тем самым решается поставленная проблема - обеспечивается повышение прочности армированных углеродным волокном полимерных композиционных материалов в составе окончательно сформированных и обработанных изделий.Thus, the problem posed is solved by increasing the strength of carbon fiber-reinforced polymer composite materials in the composition of the finished and processed products.

Claims (2)

1. Способ упрочнения изделий из армированных углеродным волокном полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного связующего, включающий операции пропитки волокнистого наполнителя эпоксидным связующим, формообразования и отверждения заготовки при воздействии магнитного поля, отличающийся тем, что окончательно сформированное изделие помещают под рупорную излучающую антенну СВЧ технологической установки на расстояние от плоскости антенны, равное 190-210 мм, и воздействуют на него электромагнитным полем частотой 433-2450 МГц в течение времени, при котором температура поверхности образца достигает уровня (28-30)°С.1. The method of hardening products made of carbon fiber-reinforced polymer composite materials based on epoxy binder, including the operation of impregnating fiber filler with epoxy binder, shaping and curing the workpiece when exposed to a magnetic field, characterized in that the finally formed product is placed under the radiator antenna of the microwave process unit the distance from the antenna plane, equal to 190-210 mm, and is influenced by an electromagnetic field with a frequency of 433-2450 MHz in those ix time at which the temperature reaches the level of the sample surface (28-30) ° C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае большой площади поверхности изделия - элементов обшивки фюзеляжа или ферменные конструкции плоскостей и стабилизатора, используют сканирование излучающей антенны по поверхности, обеспечивая равномерное покрытие пятном облучения всех необходимых участков, при этом смещение антенны на следующую позицию осуществляют после достижения на предыдущей позиции температуры поверхности, равной (28-30)°С.2. The method according to p. 1, characterized in that in the case of a large surface area of the product - the fuselage skin elements or the truss structures of the planes and the stabilizer, use scanning the radiating antenna over the surface, ensuring uniform coverage of the irradiation spot of all necessary sections, while shifting the antenna on the next position is carried out after reaching at the previous position a surface temperature of (28-30) ° C.
RU2018124713A 2018-07-05 2018-07-05 Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials RU2687939C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124713A RU2687939C1 (en) 2018-07-05 2018-07-05 Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124713A RU2687939C1 (en) 2018-07-05 2018-07-05 Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687939C1 true RU2687939C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66579056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018124713A RU2687939C1 (en) 2018-07-05 2018-07-05 Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687939C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2721511C1 (en) * 2019-04-04 2020-05-19 ООО "Газпром трансгаз Саратов" Method of recovery of elastic-plastic properties of industrial rubber articles by treatment in electromagnetic field
RU2742147C1 (en) * 2020-07-24 2021-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Microwave unit for processing articles from dielectric materials with large volumes and surfaces
RU2787880C1 (en) * 2021-12-21 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for strengthening reinforced polymeric composite materials

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338611A (en) * 1990-02-20 1994-08-16 Aluminum Company Of America Method of welding thermoplastic substrates with microwave frequencies
RU2135530C1 (en) * 1997-09-26 1999-08-27 Карпова Ирина Вячеславовна Method of preparing reinforced polymeric materials
EP2244871A1 (en) * 2007-11-29 2010-11-03 Dow Global Technologies Inc. Microwave heatable monovinyl aromatic polymers
RU2412813C1 (en) * 2009-08-28 2011-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Бийский Завод Стеклопластиков" Installation for continuous casting of rod from composite material
RU2497669C2 (en) * 2008-06-24 2013-11-10 Эйрбас Оперэйшнз Лимитед Method and device for making composite structure from thermoplastic material reinforced by fibre

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338611A (en) * 1990-02-20 1994-08-16 Aluminum Company Of America Method of welding thermoplastic substrates with microwave frequencies
RU2135530C1 (en) * 1997-09-26 1999-08-27 Карпова Ирина Вячеславовна Method of preparing reinforced polymeric materials
EP2244871A1 (en) * 2007-11-29 2010-11-03 Dow Global Technologies Inc. Microwave heatable monovinyl aromatic polymers
RU2438867C1 (en) * 2007-11-29 2012-01-10 Стирон Юроп Гмбх Monovinyl aromatic polymers heated by microwave radiation
RU2497669C2 (en) * 2008-06-24 2013-11-10 Эйрбас Оперэйшнз Лимитед Method and device for making composite structure from thermoplastic material reinforced by fibre
RU2412813C1 (en) * 2009-08-28 2011-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Бийский Завод Стеклопластиков" Installation for continuous casting of rod from composite material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2721511C1 (en) * 2019-04-04 2020-05-19 ООО "Газпром трансгаз Саратов" Method of recovery of elastic-plastic properties of industrial rubber articles by treatment in electromagnetic field
RU2742147C1 (en) * 2020-07-24 2021-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Microwave unit for processing articles from dielectric materials with large volumes and surfaces
RU2787880C1 (en) * 2021-12-21 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method for strengthening reinforced polymeric composite materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naik et al. Processing of polymer matrix composites using microwave energy: A review
Papargyris et al. Comparison of the mechanical and physical properties of a carbon fibre epoxy composite manufactured by resin transfer moulding using conventional and microwave heating
Pimenta et al. The effect of recycling on the mechanical response of carbon fibres and their composites
Carmisciano et al. Basalt woven fiber reinforced vinylester composites: Flexural and electrical properties
Nightingale et al. Flexural and interlaminar shear strength properties of carbon fibre/epoxy composites cured thermally and with microwave radiation
US8747585B2 (en) Method and apparatus for fabricating a fibre reinforced thermoplastic composite structure
US5219498A (en) Process for controlling curing and thermoforming of resins and composites
Ogin et al. Composite materials: Constituents, architecture, and generic damage
Lee et al. Design of microwave plasma and enhanced mechanical properties of thermoplastic composites reinforced with microwave plasma-treated carbon fiber fabric
RU2687939C1 (en) Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials
Broyles et al. Fatigue performance of carbon fibre/vinyl ester composites: the effect of two dissimilar polymeric sizing agents
Mohan et al. Development of in-house unidirectional carbon/epoxy prepregs and its characterization for aerospace applications
Allred et al. CO2 plasma modification of high-modulus carbon fibers and their adhesion to epoxy resins
Roopa et al. Mechanical properties of vinylester/glass and polyester/glass composites fabricated by resin transfer molding and hand lay‐up
Mooteri et al. Studies on mechanical behavior of microwave and thermally cured glass fiber reinforced polymer composites
Heider et al. Closed loop recycling of CFRP into highly aligned high performance short fiber composites using the tuff process
Zaldivar et al. Strengthening of plasma treated 3D printed ABS through epoxy infiltration
RU2687930C1 (en) Method of reinforcing reinforced with carbon fiber polymer composite materials
Rao et al. Vacuum‐assisted microwave processing of glass‐epoxy composite laminates using novel microwave absorbing molds
RU2694462C1 (en) Method of hardening large-size products of complex shape in shf electromagnetic field of reinforced with carbon fiber polymer composite materials
RU2684378C1 (en) Method of increasing efficiency of hardening carbon-fiber reinforced polymer composite material with microwave radiation and ultrasound
RU2787880C1 (en) Method for strengthening reinforced polymeric composite materials
Ku et al. Processing of composites using variable and fixed frequency microwave facilities
Naik et al. Microwave processing of polymer matrix composites: review of the understanding and future opportunities
Olofinjana et al. Microwave processing of adhesive joints using a temperature controlled feedback system