CN104786523B - 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法 - Google Patents

一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104786523B
CN104786523B CN201510163657.4A CN201510163657A CN104786523B CN 104786523 B CN104786523 B CN 104786523B CN 201510163657 A CN201510163657 A CN 201510163657A CN 104786523 B CN104786523 B CN 104786523B
Authority
CN
China
Prior art keywords
doughnut
composite
resin
block
transfer molding
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510163657.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104786523A (zh
Inventor
余木火
周金利
朱姝
孙泽玉
丁小马
李丙鹏
倪加其
徐英凯
贾文品
程超
陶磊
张照
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donghua University
Original Assignee
Donghua University
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 Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CN201510163657.4A priority Critical patent/CN104786523B/zh
Publication of CN104786523A publication Critical patent/CN104786523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104786523B publication Critical patent/CN104786523B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法，所述的孔隙率检测标块是将不同内外径、不同壁厚、不同材料的中空纤维进行两端封端，预埋进复合材料中，以中空纤维的中空作为复合材料的孔隙，模拟复合材料孔隙缺陷，这样就达到已知复合材料孔隙的目的；按照不同的基体，不同的增强材料，选择不同的铺层方式，通过树脂传递模塑成型制备复合材料孔隙率标块，以满足实际检测中多样化的需求；用超声技术对复合材料标块进行扫描，验证试块孔隙率分布的均匀性、孔隙率的相对大小，再与真实孔隙缺陷的超声衰减信号进行对比分析，结合已知复合材料的孔隙，为复合材料孔隙率超声检测提供一种真实有效的比对与评价基准。

Description

一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备 方法
技术领域
本发明属复合材料检测用标块技术领域，涉及一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法，特别是涉及一种将两端封端的中空纤维分散在复合材料基体中的树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法。
背景技术
孔隙是复合材料最常见的微小缺陷。孔隙的出现会降低材料性能，如层间剪切强度、纵向和横向的弯曲强度和拉伸强度、抗疲劳性，以及高温下的抗氧化性能等。即使孔隙含量很小，也会对材料的寿命造成很大的影响，因此对于复合材料的性能保证来说，孔隙率的检测非常重要。孔隙在材料中的分布、形状和大小很复杂，这就使得孔隙率的检测十分困难。总的来说复合材料孔隙率的检测方法分为两类：破坏性检测法和无损检测法。破坏性检测方法由于在检测后试件均已遭到破坏，无法再使用，因此此方法不经济，多数时候也是不可能的。无损检测能在不损坏工件的条件下对复合材料制件进行检测，因此越来越受到人们的重视和广泛使用，其中超声检测法具有穿透能力强、方向性好、灵敏度高、对人体无害等优点，成为目前用于复合材料最通用的无损检测技术；但是孔隙率标准试块的制备是孔隙率超声检测难以突破的技术，传统的工艺控制法制造的试块，孔隙率大小分布不够均匀，从而导致在工程应用阶段出现许多问题。因此，如何制造出大尺寸、均匀性较好、不同孔隙率梯度的孔隙率标准试块是解决复合材料孔隙率超声检测的核心问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法，特别是提供一种将两端封端的中空纤维分散在树脂传递模塑成型复合材料中的孔隙率检测标块及其制备方法。本发明将标准的两端封端的中空纤维埋置于树脂传递模塑成型复合材料增强体中制成树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，经理论计算就能得知该复合材料孔隙率检测标块的孔隙率，然后用超声检测获得对应的波形图；通过两端封端的中空纤维的系列布置，就能取得系列的标准孔隙率的复合材料超声检测波形图；在对实际生产的复合材料进行孔隙率检测时，只需将检测结果与标准图谱对照，很方便地就能获知该复合材料的孔隙率值。
本发明的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，所述检测标块为树脂传递模塑成型的复合材料，在复合材料中分散有两端封端的中空纤维。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，所述复合材料为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料；所述的树脂为酚醛树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，所述检测标块为不同厚度和大小的平板或圆筒形，厚度或高度为0.5mm～10mm。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，所述两端封端的中空纤维的内径≤120μm，外径≤150μm，壁厚5～40μm，中空纤维的长度为≤500μm，所述两端封端的中空纤维的孔隙为π(R-r)2d，其中R为中空纤维外径，r为中空纤维内径，d为中空纤维长度；所述两端封端的中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为中空纤维材质的密度，根据待测复合材料的体积孔隙率，计算出需要加入的中空纤维的量；所述两端封端的中空纤维的材质为聚醚砜中空纤维、聚酯中空纤维、丙烯腈中空纤维或聚氨酯中空纤维。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，所述分散是指中空纤维在复合材料中均匀分散或局部均匀分散。
本发明还提供了一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，是包括以下步骤：
(1)将中空纤维进行两端封端；
(2)在复合材料铺层时，放入两端封端的中空纤维；
(3)复合材料成型，采用树脂传递模塑成型方法(RTM)。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，将所述中空纤维进行两端封端是采用热熔方法对中空纤维进行封端处理；所述复合材料铺层的铺层角度为0°、+45°、－45°、90°或－90°，根据待测复合材料的实际铺层，制备出与其铺层完全一致的孔隙率试块。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，所述树脂传递模塑成型，在模具上喷涂脱模剂，然后在模具上铺放复合材料的纤维织物，并在复合材料的纤维织物之间铺放两端封端的中空纤维，然后合模；在树脂低粘度100～300mPa·s温度下，对树脂加热进行真空脱泡，至树脂表面没有气泡产生，之后进行树脂注射；树脂注射压力为0.1～0.3Mpa，使树脂流动，待有树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.06～0.08Mpa；待树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，在模具上喷涂脱模剂具体为：在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次。
如上所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块。
有益效果：
本发明专利在复合材料中预埋中空纤维，模拟孔隙缺陷，通过采用不同中空纤维的排布方式以及排布密度精确控制孔隙率大小，从而制造不同孔隙率阶梯、尺寸较大、分布均匀的复合材料孔隙率对比块，为复合材料孔隙率超声检测提供一种真实有效的比对与评价基准。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，检测标块为树脂传递模塑成型的复合材料，在复合材料中分散有两端封端的中空纤维。复合材料为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料；所述的树脂为酚醛树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂，所述检测标块为不同厚度和大小的平板或圆筒形，厚度或高度为0.5mm～10mm；所述两端封端的中空纤维的内径≤120μm，外径≤150μm，壁厚5～40μm，中空纤维的长度为≤500μm，所述两端封端的中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为中空纤维外径，r为中空纤维内径，d为中空纤维长度；所述两端封端的中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为中空纤维材质的密度；所述两端封端的中空纤维的材质为聚醚砜中空纤维、聚酯中空纤维、丙烯腈中空纤维或聚氨酯中空纤维；所述分散是指中空纤维在复合材料中均匀分散或局部均匀分散。
实施例1
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对聚醚砜中空纤维进行两端封端，聚醚砜中空纤维的内径为120μm，外径为150μm，壁厚30μm，聚醚砜中空纤维的长度为500μm，两端封端的聚醚砜中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为聚醚砜中空纤维外径，r为聚醚砜中空纤维内径，d为聚醚砜中空纤维长度；两端封端的中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为中空纤维材质的密度；
(2)将碳纤维增强树脂基复合材料以角度为0°/90°铺层，在碳纤维增强树脂基复合材料铺层时，放入两端封端的聚醚砜中空纤维；
(3)碳纤维增强树脂基以酚醛树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次，然后在模具上铺放碳纤维织物，并在碳纤维织物之间铺放两端封端的聚醚砜中空纤维，然后合模；在酚醛树脂低粘度100mPa·s温度下，对酚醛树脂加热进行真空脱泡，至酚醛树脂表面没有气泡产生，之后进行酚醛树脂注射；酚醛树脂注射压力为0.1Mpa，使酚醛树脂流动，待有酚醛树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.06Mpa；待酚醛树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将聚醚砜中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为平板形，厚度为0.5mm。
实施例2
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对聚酯中空纤维进行两端封端，中空纤维的内径为110μm，外径为120μm，壁厚10μm，中空纤维的长度为400μm，两端封端的聚酯中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为聚酯中空纤维外径，r为聚酯中空纤维内径，d为聚酯中空纤维长度；两端封端的聚酯中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为聚酯中空纤维材质的密度；
(2)将玻璃纤维增强树脂基复合材料以角度为+45°/-45°铺层，在玻璃纤维增强树脂基复合材料铺层时，放入两端封端的聚酯中空纤维；
(3)玻璃纤维增强树脂基复合材料以乙烯基树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次在，然后在模具上铺放玻璃纤维织物，并在玻璃纤维织物之间铺放两端封端的中空纤维，然后合模；在乙烯基树脂低粘度300mPa·s温度下，对乙烯基树脂加热进行真空脱泡，至乙烯基树脂表面没有气泡产生，之后进行乙烯基树脂注射；乙烯基树脂注射压力为0.3Mpa，使乙烯基树脂流动，待有乙烯基树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.08Mpa；待乙烯基树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为圆筒形，高度为10mm。
实施例3
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对丙烯腈中空纤维进行两端封端，丙烯腈中空纤维的内径为110μm，外径为130μm，壁厚20μm，丙烯腈中空纤维的长度为400μm，两端封端的丙烯腈中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为丙烯腈中空纤维外径，r为丙烯腈中空纤维内径，d为丙烯腈中空纤维长度；两端封端的丙烯腈中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为丙烯腈中空纤维材质的密度；
(2)将芳纶纤维增强树脂基复合材料以角度为0°/－45°/90°铺层，在芳纶纤维增强树脂基复合材料铺层时，放入两端封端的丙烯腈中空纤维；
(3)芳纶纤维增强树脂基复合材料以丙烯酸树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次在，然后在模具上铺放芳纶纤维织物，并在芳纶纤维织物之间铺放两端封端的丙烯腈中空纤维，然后合模；在丙烯酸树脂低粘度200mPa·s温度下，对丙烯酸树脂加热进行真空脱泡，至丙烯酸树脂表面没有气泡产生，之后进行丙烯酸树脂注射；丙烯酸树脂注射压力为0.2Mpa，使丙烯酸树脂流动，待有丙烯酸树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.07Mpa；待丙烯酸树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为平板，厚度为8mm。
实施例4
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对聚氨酯中空纤维进行两端封端，聚氨酯中空纤维的内径80μm，外径110μm，壁厚30μm，聚氨酯中空纤维的长度为200μm，所述两端封端的聚氨酯中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为聚氨酯中空纤维外径，r为聚氨酯中空纤维内径，d为聚氨酯中空纤维长度；所述两端封端的聚氨酯中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为聚氨酯中空纤维材质的密度；
(2)将碳纤维增强树脂基复合材料以角度为0°/90°铺层，在复合材料铺层时，放入两端封端的聚氨酯中空纤维；
(3)碳纤维增强树脂基复合材料以环氧树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次在，然后在模具上铺放碳纤维织物，并在芳纶纤维织物之间铺放两端封端的聚氨酯中空纤维，然后合模；在环氧树脂低粘度200mPa·s温度下，对环氧树脂加热进行真空脱泡，至环氧树脂表面没有气泡产生，之后进行环氧树脂注射；环氧树脂注射压力为0.2Mpa，使环氧树脂流动，待有环氧树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.07Mpa；待环氧树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为圆筒形，高度为5mm。
实施例5
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对聚醚砜中空纤维进行两端封端，聚醚砜中空纤维的内径20μm，外径30μm，壁厚10μm，聚醚砜中空纤维的长度为50μm，所述两端封端的聚醚砜中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为聚醚砜中空纤维外径，r为聚醚砜中空纤维内径，d为聚醚砜中空纤维长度；所述两端封端的聚醚砜中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为聚醚砜中空纤维材质的密度；
(2)将玻璃纤维增强树脂基复合材料以角度为0°/－90°铺层，在玻璃纤维增强树脂基复合材料铺层时，放入两端封端的中空纤维；
(3)玻璃纤维增强树脂基复合材料以环氧树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次在，然后在模具上铺放碳纤维织物，并在芳纶纤维织物之间铺放两端封端的聚醚砜中空纤维，然后合模；在环氧树脂低粘度200mPa·s温度下，对环氧树脂加热进行真空脱泡，至环氧树脂表面没有气泡产生，之后进行环氧树脂注射；环氧树脂注射压力为0.2Mpa，使环氧树脂流动，待有环氧树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.07Mpa；待环氧树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为平板形，厚度0.8mm。
实施例6
一种复合材料孔隙率检测标块的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用热熔方法对聚酯中空纤维进行两端封端，聚酯中空纤维的内径为100μm，外径为120μm，壁厚为20μm，聚酯中空纤维的直径为30μm，两端封端的聚酯中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为聚酯中空纤维外径，r为聚酯中空纤维内径，d为聚酯中空纤维长度；两端封端的聚酯中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为聚酯中空纤维材质的密度；
(2)将芳纶纤维增强树脂基复合材料以角度为0°铺层，在复合材料铺层时，放入两端封端的聚酯中空纤维；
(3)芳纶纤维增强树脂基复合材料以环氧树脂传递模塑成型，具体包括：
在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次在，然后在模具上铺放芳纶纤维织物，并在芳纶纤维织物之间铺放两端封端的聚酯中空纤维，然后合模；在环氧树脂低粘度200mPa·s温度下，对环氧树脂加热进行真空脱泡，至环氧树脂表面没有气泡产生，之后进行环氧树脂注射；环氧树脂注射压力为0.2Mpa，使环氧树脂流动，待有环氧树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.07Mpa；待环氧树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块，该检测标块为圆筒形，高度为6mm。

Claims (10)

1.一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，其特征是：所述检测标块为树脂传递模塑成型的复合材料，在复合材料中分散有两端封端的中空纤维，所述两端封端的中空纤维的内径≤120μm，外径≤150μm，壁厚5～40μm，中空纤维的长度为≤500μm。
2.根据权利要求1所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，其特征在于，所述复合材料为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料；所述的树脂为酚醛树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，其特征在于，所述检测标块为不同厚度和大小的平板或圆筒形，厚度或高度为0.5mm～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，其特征在于，所述两端封端的中空纤维的体积为π(R-r)2d，其中R为中空纤维外径，r为中空纤维内径，d为中空纤维长度；所述两端封端的中空纤维的加入量m为ρ×π(R-r)2d，其中ρ为中空纤维材质的密度；所述两端封端的中空纤维的材质为聚醚砜中空纤维、聚酯中空纤维、丙烯腈中空纤维或聚氨酯中空纤维。
5.根据权利要求1所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块，其特征在于，所述分散是指中空纤维在复合材料中均匀分散或局部均匀分散。
6.如权利要求1～5中任一项所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)将中空纤维进行两端封端；
(2)在复合材料铺层时，放入两端封端的中空纤维；
(3)复合材料成型，采用树脂传递模塑成型方法。
7.根据权利要求6所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，其特征在于，将所述中空纤维进行两端封端是采用热熔方法对中空纤维进行封端处理；所述复合材料铺层的铺层角度为0°、+45°、－45°、90°或－90°。
8.根据权利要求6所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，其特征在于，所述树脂传递模塑成型，在模具上喷涂脱模剂，然后在模具上铺放复合材料的纤维织物，并在复合材料的纤维织物之间铺放两端封端的中空纤维，然后合模；在树脂低粘度100～300mPa·s温度下，对树脂加热进行真空脱泡，至树脂表面没有气泡产生，之后进行树脂注射；树脂注射压力为0.1～0.3Mpa，使树脂流动，待有树脂从模具中流出时，降低注射压力至0.06～0.08Mpa；待树脂充满真空管路时，关闭注射压力进行，然后升温固化。
9.根据权利要求8所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，其特征在于，在模具上喷涂脱模剂具体为：在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂，共喷涂3次。
10.根据权利要求6所述的一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块的制备方法，其特征在于，利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块；从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后，再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1.5μm的抛光膏进行抛光至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空纤维中空度保持完好的标块作为合格的检测标块。
CN201510163657.4A 2015-04-08 2015-04-08 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法 Expired - Fee Related CN104786523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510163657.4A CN104786523B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510163657.4A CN104786523B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104786523A CN104786523A (zh) 2015-07-22
CN104786523B true CN104786523B (zh) 2017-07-04

Family

ID=53551911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510163657.4A Expired - Fee Related CN104786523B (zh) 2015-04-08 2015-04-08 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104786523B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105547790A (zh) * 2016-03-11 2016-05-04 南昌航空大学 一种含人工孔隙缺陷的rtm玻璃纤维复合材料板的制作方法
CN112033874A (zh) * 2019-06-04 2020-12-04 中国航发商用航空发动机有限责任公司 获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7320241B2 (en) * 2005-11-04 2008-01-22 The Boeing Company Ultrasonic inspection reference standard for composite materials
CN202793985U (zh) * 2012-07-02 2013-03-13 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种多向铺层的复合材料孔隙率试块
US9140673B2 (en) * 2013-05-27 2015-09-22 The Boeing Company Method for fabricating composite porosity standards
CN103552255B (zh) * 2013-10-25 2016-03-09 中航复合材料有限责任公司 一种复合材料孔隙率检测对比样块的制造方法
CN104407060B (zh) * 2014-11-12 2017-10-13 上海飞机制造有限公司 一种复合材料孔隙率对比试块的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104786523A (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104792679B (zh) 一种中空微球复合材料孔隙率检测标块及其制备方法
CN104792678B (zh) 一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块及其制备方法
Naresh et al. Reliability analysis of tensile strengths using Weibull distribution in glass/epoxy and carbon/epoxy composites
Weitzenböck et al. Measurement of three-dimensional permeability
CN104407060B (zh) 一种复合材料孔隙率对比试块的制造方法
CN100554933C (zh) 纤维铺层面内及厚度方向渗透率测试装置与饱和渗透率测试方法
Monticeli et al. Three-dimensional porosity characterization in carbon/glass fiber epoxy hybrid composites
Protz et al. Voids and their effect on the strain rate dependent material properties and fatigue behaviour of non-crimp fabric composites materials
CN104520358B (zh) 无序毡和纤维增强复合材料成形制品
Harper et al. Characterisation of random carbon fibre composites from a directed fibre preforming process: The effect of tow filamentisation
Rimmel et al. Impact of stitching on permeability and mechanical properties of preforms manufactured by dry fiber placement
CN104786523B (zh) 一种树脂传递模塑成型复合材料孔隙率检测标块及其制备方法
Schmidt et al. Permeability of hybrid reinforcements and mechanical properties of their composites molded by resin transfer molding
CN106872675B (zh) 一种评价连续纤维增强复合材料树脂均匀性的方法
CN104833728B (zh) 一种复合材料孔隙率检测标块及其制备方法
Salvatori et al. 3D spacers enhance flow kinetics in resin transfer molding with woven fabrics
CN104807698B (zh) 一种连续纤维增强树脂基复合材料泊松比的测试方法
Gu et al. Numerical simulation and experimental study on consolidation of toughened epoxy resin composite laminates
Kim et al. New evaluation of interfacial properties and damage sensing in CFRC by VARTM using 3D ER mapping
Wu et al. Measurement of braided preform permeability
Elbouazzaoui et al. An experimental assessment of the saturated transverse permeability of non-crimped new concept (NC2) multiaxial fabrics
CN105415711A (zh) 一种rtm碳纤维复合材料试块的制作方法
Abraham et al. A review of liquid injection techniques for the manufacture of aerospace composite structures
Jiang et al. Measurement of transverse permeability of fabric preforms using ultrasound monitoring technique in LCM processes
Vita et al. Manufacturing, process simulation and mechanical tests of a thick component produced by compression-RTM process

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170704

Termination date: 20200408

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee