CN105021434A - 一种高温复合材料试样制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温复合材料试样制备方法，属于复合材料技术领域。所述高温复合材料试样制备方法包括以下步骤根据试样结构进行模具设计与加工；对模具下表面加强片进行预成型，下表面加强片的材料与所述试样材料相同；进行试板预成型；对模具上表面加强片进行预成型，上表面加强片的材料与试样材料相同；对试板整体进行RTM成型，获得高温复合材料试样；对试板进行加工。本发明高温复合材料试样制备方法的加强片与本体没有粘接的二次固化界面，粘接面剪切强度与试验件本体材料层间强度一致，避免了试验过程中粘接面破坏的现象。

Description

一种高温复合材料试样制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种高温复合材料试样制备方法。

背景技术

随着结构复合材料应用范围越来越广，材料使用温度越来越高，对复合材料耐温性、力学性能等提出了更高的要求。因此，在引进新材料的同时，需在高温条件下测试单向纤维复合材料拉伸性能、压缩性能，为产品结构设计、铺层设计打下基础。

传统的单向拉伸试样使用铝片作加强片，采用胶黏剂进行粘接，该方法在常温或低温环境下测试时效果良好，但当测试温度达到100℃甚至200℃，乃至300℃时，由于金属材料与复合材料的热膨胀系数、导热系数不一致，当温度升高时，粘接界面出现内应力，出现粘接面断裂、加强片破坏等情况，无法测出高温下单向拉伸试样、压缩试样的性能。

发明内容

本发明提供一种高温复合材料试样制备方法，解决了或部分解决了现有技术中粘接界面出现内应力，出现粘接面断裂、加强片破坏等情况，无法测出高温下单向拉伸试样、压缩试样的性能的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高温复合材料试样制备方法包括以下步骤根据试样结构进行模具设计与加工；对所述模具下表面加强片进行预成型，所述下表面加强片的材料与所述试样材料相同；进行试板预成型；对所述模具上表面加强片进行预成型，所述上表面加强片的材料与所述试样材料相同；对所述试板整体进行RTM成型，获得高温复合材料试样；对所述试板进行加工。

进一步地，所述模具包括底座；上模板，与所述底座连接；下模板，与所述底座连接，所述下模板与所述上模板连接；中间框，设置在所述上模板与所述下模板之间；进、出胶口，设置在所述上模板上，所述进、出胶口与所述中间框连通。

进一步地，所述获得的所述模具制备试样前进行准备工作包括在试板预成型前，需对模具进行清洗及涂抹脱模剂。

进一步地，所述对所述模具下表面加强区域进行预成型包括在所述模具下模板加强片铺单向纤维，成型下模板预成型体；根据所述下模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述下模板预成型体需铺覆的层数。

进一步地，所述进行试板预成型包括在所述模具中间框中铺覆的单向纤维，形成试板预成型体；根据所述模具中间框的厚度及单层纤维的厚度，计算所述试板预成型体所需铺覆的层数。

进一步地，所述对所述模具上表面加强区域进行预成型包括在所述模具上模板加强片铺单向纤维，成型上模板预成型体；根据所述上模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述上模板预成型体需铺覆的层数。

进一步地，所述对所述试板整体进行RTM成型包括所述模具组装后，进行气密性检查，气密合格后，通过进、出胶口进行RTM注胶，注胶流入本体区域，注胶完成后根据树脂固化制度进行固化。

进一步地，所述对所述试板进行加工包括试板成型后，根据所需试样尺寸进行加工。

进一步地，本发明高温复合材料试样制备方法还包括对获得的所述模具制备试板前进行清理工作。

进一步地，所述对获得的所述模具制备试板前进行清理工作包括在试板预成型前，需对模具进行清洗及涂抹脱模剂。

本发明提供的高温复合材料试样制备方法首先根据试样结构进行模具设计与加工，对模具下表面加强片进行预成型，下表面加强片的材料与试样材料相同，然后，进行试板预成型，对模具上表面加强片进行预成型，上表面加强片的材料与试样材料相同，接着，对试板整体进行RTM成型，获得高温复合材料试样，对试板进行加工，通过使上表面加强片及下表面加强片与试样本体材料相同，共固化成型，没有粘接的二次固化界面，粘接面剪切强度与试验件本体材料层间强度一致，避免了试验过程中粘接面破坏的现象。

附图说明

图1为本发明实施例提供的高温复合材料试样制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的模具的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供了一种高温复合材料试样制备方法包括以下步骤：

步骤1，根据试样结构进行模具设计与加工。

步骤2，对所述模具下表面加强片进行预成型，所述下表面加强片的材料与所述试样材料相同。

步骤3，进行试板预成型。

步骤4，对所述模具上表面加强片进行预成型，所述上表面加强片的材料与所述试样材料相同。

步骤5，对所述试板整体进行RTM成型，获得高温复合材料试样。

步骤6，对所述试板进行加工。

详细介绍步骤1。

结合试样结构形状及整体RTM注胶成型，进行设计模具，所述RTM即树脂传递模塑成型工艺。

参见图2，所述模具包括：底座7、上模板3、中间框2、进、出胶口及下模板1。

所述上模板3与所述底座7固定连接。具体地，在本实施方式中，所述上模板3通过所述螺栓与所述底座7固定连接，在其它实施方式中，所述上模板3可通过其它方式如焊接等与所述底座7连接。

所述下模板1与所述底座4固定连接。具体地，在本实施方式中，所述下模板1通过所述螺栓与所述底座7固定连接，在其它实施方式中，所述下模板1可通过其它方式如焊接等与所述底座7连接。所述下模板1与所述上模板3固定连接。具体地，在本实施方式中，所述下模板1通过螺栓与所述上模板3固定连接，在其它实施方式中，所述下模板1可通过其它方式如轴销等与所述上模板3固定连接。

所述中间框2设置在所述上模板3与所述下模板1之间。

所述进、出胶口4固定设置在所述上模板3上。具体地，在本实施方式中，所述进、出胶口4通过螺栓固定设置在所述上模板3上，在其它实施方式中，所述进、出胶口4可通过其它方式如轴销等固定设置在所述上模板3上。所述进、出胶口4与所述中间框2连通。

详细介绍步骤2。

所述对所述模具下表面加强片进行预成型包括在所述模具下模板加强区域8铺单向纤维，成型下模板预成型体；根据所述下模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述下模板预成型体需铺覆的层数。

详细介绍步骤3。

所述进行试板预成型包括在所述模具中间框2中铺覆的单向纤维，形成试板预成型体；根据所述模具中间框的厚度及单层纤维的厚度，计算所述试板预成型体所需铺覆的层数。

详细介绍步骤4。

所述对所述模具上表面加强片进行预成型包括在所述模具上模板加强区域5铺单向纤维，成型上模板预成型体；根据所述上模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述上模板预成型体需铺覆的层数。

详细介绍步骤5。

所述对所述试板整体进行RTM成型包括所述模具组装后，进行气密性检查，气密合格后，通过进、出胶口4进行RTM注胶，注胶流入本体区域6，注胶完成后根据树脂固化制度进行固化，获得高温复合材料试样。上表面加强片及下表面加强片与试板共固化成型，没有粘接的二次固化界面，粘接面剪切强度与试验件本体材料层间强度一致，试样测试合格率可达100％，并可以有效地积累新材料的性能数据，使后续新材料的应用奠定基础，并保证新材料合理地应用到各型号产品。

详细介绍步骤6。

所述对所述试板进行加工包括试板成型后，根据所需试样尺寸进行加工。

本发明高温复合材料试样制备方法还包括对获得的所述模具制备试板前进行清理工作。所述对获得的所述模具制备试板前进行清理工作包括在试板预成型前，需对模具进行清洗及涂抹脱模剂，保证模具清洁，便于后续注胶工作完成。

为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明的使用方法上予以介绍。

根据结合试样结构形状、整体RTM注胶成型，进行设计模具。得到模具后，在试板预成型前，需进行模具清洗及涂抹脱模剂准备工作。模具下模板加强区域8铺单向纤维，成型下模板预成型体；根据下模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述下模板预成型体需铺覆的层数，试板下表面加强片为2mm。所述进行试板预成型包括在所述模具中间框2中铺覆的单向纤维，形成试板预成型体；根据模具中间框的厚度及单层纤维的厚度，计算所述试板预成型体所需铺覆的层数。在模具上模板加强区域5铺单向纤维，成型上模板预成型体；根据上模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述上模板预成型体需铺覆的层数，试板上表面加强片为2mm。模具组装后，进行气密性检查，气密合格后，通过进、出胶口4进行RTM注胶，注胶流入本体区域6，注胶完成后根据树脂固化制度进行固化，获得高温复合材料试样。上表面加强片及下表面加强片与试板共固化成型，没有粘接的二次固化界面，粘接面剪切强度与试验件本体材料层间强度一致，试样测试合格率可达100％，并可以有效地积累新材料的性能数据，使后续新材料的应用奠定基础，并保证新材料合理地应用到各型号产品。试板成型后，根据所需试样尺寸进行加工。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高温复合材料试样制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据试样结构进行模具设计与加工；

对所述模具下表面加强片进行预成型，所述下表面加强片的材料与所述试样材料相同；

进行试板预成型；

对所述模具上表面加强片进行预成型，所述上表面加强片的材料与所述试样材料相同；

对所述试板整体进行RTM成型，获得高温复合材料试样；

对所述试板进行加工。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模具包括：

底座(7)；

上模板(3)，与所述底座(7)连接；

下模板(1)，与所述底座(4)连接，所述下模板(1)与所述上模板(3)连接；

中间框(2)，设置在所述上模板(3)与所述下模板(1)之间；

进、出胶口(4)，设置在所述上模板(3)上，所述进、出胶口(4)与所述中间框(2)连通。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对所述模具下表面加强片进行预成型包括：

在所述模具下模板加强区域(8)铺单向纤维，成型下模板预成型体；根据所述下模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述下模板预成型体需铺覆的层数。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述进行试板预成型包括：

在所述模具中间框(2)中铺覆的单向纤维，形成试板预成型体；根据所述模具中间框的厚度及单层纤维的厚度，计算所述试板预成型体所需铺覆的层数。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对所述模具上表面加强片进行预成型包括：

在所述模具上模板加强区域(5)铺单向纤维，成型上模板预成型体；根据所述上模板预成型体的厚度及单层纤维的厚度，计算所述上模板预成型体需铺覆的层数。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对所述试板整体进行RTM成型包括：

所述模具组装后，进行气密性检查，气密合格后，通过进、出胶口(4)进行RTM注胶，注胶流入本体区域(6)，注胶完成后根据树脂固化制度进行固化。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对所述试板进行加工包括：

试板成型后，根据所需试样尺寸进行加工。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：

对获得的所述模具制备试板前进行清理工作。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对获得的所述模具制备试板前进行清理工作包括

在试板预成型前，需对模具进行清洗及涂抹脱模剂。