CN107379576A - 一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，首先将预浸料按照被检零件的铺层角度和厚度进行下料，并预留不少于20mm余量；然后在铺贴时，每层铺贴完成后在预浸料表面用雾状喷头均匀喷洒溶剂，完成后立即进行下一层铺贴；接着铺贴完成后，在层压板表面铺上辅助材料，并盖上匀压板，然后用真空袋封装进罐；最后进行固化，并在固化后除去层压板表面的辅助材料，且利用超声波检测仪判断对比试块的层压板孔隙率均匀性后进行对比试块的孔隙率标定。该制造方法改变了孔隙率对比试块要靠长期生产过程中积累的传统模式，在短时间即可制造出孔隙率在可控范围内的对比试块，大大提高对比试块的制造效率，且制造方法简便，易于工程实现。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法。
背景技术
先进复合材料的机械性能对孔隙十分敏感，经实验证明，孔隙率在0％～5％时，每增加1％，复合材料的层间剪切强度平均下降7％左右，弯曲强度以10％左右的比例下降，弯曲模量则以5％左右的比例下降。鉴于孔隙率含量对复合材料机械性能有较大的影响，必须对复合材料关键零部件进行孔隙率检测。
目前，国内外复合材料孔隙率的定量检测一般分为破坏性试验检测和无损检测两类，从经济性、可操作性和检测效率等方面考虑，通常希望检测过程是建立在不破坏零部件的前提下进行的，而且是直观高效、成本低廉的，因此，无损超声波底波衰减的方法检测孔隙率成了最好的选择。这种检测方法实施的难点在于制造相应的不同孔隙率的对比试块。由于复合材料加工技术的制约，要加工出定值孔隙率的试件是不可能的，而传统上采用的工程现场采样法，耗时极长，无法满足实际检测需要。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可在短时间即可制造出孔隙率在可控范围内的对比试块，制造效率高、简便的碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，包括有以下步骤：
a.将预浸料按照被检零件的铺层角度和厚度进行下料，并预留不少于20mm余量；
b.在铺贴时，每层铺贴完成后在预浸料表面用雾状喷头均匀喷洒溶剂，喷洒完成后立即进行下一层铺贴；
c.铺贴完成后，在层压板表面依次铺上辅助材料：可剥离层、导气层、隔离层，并在隔离层上盖上匀压板，然后用真空袋封装进罐；
d.进行固化，并在固化后除去层压板表面的辅助材料，且利用超声波检测仪判断对比试块的层压板孔隙率均匀性，然后进行对比试块的孔隙率标定。
进一步地，所述固化具体为：在真空度低于-0.075MPa的环境下，升温至预浸料所用树脂的粘度最低值，热压罐内加压至0.25-0.4MPa，保持温度10-30分钟，停止抽真空，将真空管路连接大气，然后升温至180℃，保温2-3小时，降温至70℃以下，卸压出罐。
进一步地，当制造的对比试块的厚度t≤3mm时，所述热压罐内的固化压力为0.25MPa；当制造的对比试块的厚度3mm≤t≤6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.30MPa-0.35MPa；当制造的对比试块的厚度t≥6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.40MPa。
进一步地，所述喷洒在预浸料表面的溶剂为异丙醇，所述预浸料为纤维增强高温环氧树脂基预浸料，其中所述纤维为碳纤维，所述树脂为2510树脂。
进一步地，当预制孔隙率为1％-1.5％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为40ml/㎡-60ml/㎡；当预制孔隙率为1.5％-2.0％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为80ml/㎡-100ml/㎡；当预制孔隙率为2.0％以上的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为120ml/㎡以上。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述技术方案，改变了孔隙率对比试块要靠长期生产过程中积累的传统模式，在短时间即可制造出孔隙率在可控范围内的对比试块，大大提高对比试块的制造效率，且制造方法简便，易于工程实现。
附图说明
图1是本发明所述一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1中所示，
本发明实施例所述的一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，包括有以下步骤：
步骤A.将预浸料按照被检零件的铺层角度和厚度进行下料，并预留不少于20mm余量。
步骤B.在铺贴时，每层铺贴完成后在预浸料表面用雾状喷头均匀喷洒溶剂，喷洒完成后立即进行下一层铺贴。
步骤C.铺贴完成后，在层压板表面依次铺上辅助材料：可剥离层、导气层、隔离层，并在隔离层上盖上匀压板，然后用真空袋封装进罐。
步骤D.进行固化，并在固化后除去层压板表面的辅助材料，且利用超声波检测仪判断对比试块的层压板孔隙率均匀性，然后进行对比试块的孔隙率标定。
其中，所述固化具体可以为：在真空度低于-0.075MPa的环境下，升温至预浸料所用树脂的粘度最低值，热压罐内加压至0.25-0.4MPa(比如：当制造的对比试块的厚度t≤3mm时，所述热压罐内的固化压力为0.25MPa；当制造的对比试块的厚度3mm≤t≤6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.30MPa-0.35MPa；当制造的对比试块的厚度t≥6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.40MPa)，保持温度10-30分钟，停止抽真空，将真空管路连接大气，然后升温至180℃，保温2-3小时，降温至70℃以下，卸压出罐。所述喷洒在预浸料表面的溶剂为异丙醇，而且当预制孔隙率为1％-1.5％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为40ml/㎡-60ml/㎡；当预制孔隙率为1.5％-2.0％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为80ml/㎡-100ml/㎡；当预制孔隙率为2.0％以上的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为120ml/㎡以上。所述预浸料为纤维增强高温环氧树脂基预浸料，其中所述纤维为碳纤维，所述树脂为2510树脂。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，其特征在于：包括有以下步骤：
a.将预浸料按照被检零件的铺层角度和厚度进行下料，并预留不少于20mm余量；
b.在铺贴时，每层铺贴完成后在预浸料表面用雾状喷头均匀喷洒溶剂，喷洒完成后立即进行下一层铺贴；
c.铺贴完成后，在层压板表面依次铺上辅助材料：可剥离层、导气层、隔离层，并在隔离层上盖上匀压板，然后用真空袋封装进罐；
d.进行固化，并在固化后除去层压板表面的辅助材料，且利用超声波检测仪判断对比试块的层压板孔隙率均匀性，然后进行对比试块的孔隙率标定。
2.根据权利要求1所述碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，其特征在于：所述固化具体为：在真空度低于-0.075MPa的环境下，升温至预浸料所用树脂的粘度最低值，热压罐内加压至0.25-0.4MPa，保持温度10-30分钟，停止抽真空，将真空管路连接大气，然后升温至180℃，保温2-3小时，降温至70℃以下，卸压出罐。
3.根据权利要求2所述碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，其特征在于：当制造的对比试块的厚度t≤3mm时，所述热压罐内的固化压力为0.25MPa；当制造的对比试块的厚度3mm≤t≤6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.30MPa-0.35MPa；当制造的对比试块的厚度t≥6mm时，所述热压罐内的固化压力为0.40MPa。
4.根据权利要求1所述碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，其特征在于：所述喷洒在预浸料表面的溶剂为异丙醇，所述预浸料为纤维增强高温环氧树脂基预浸料，其中所述纤维为碳纤维，所述树脂为2510树脂。
5.根据权利要求1或2或3或4所述碳纤维复合材料孔隙率检测对比试块的制造方法，其特征在于：当预制孔隙率为1％-1.5％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为40ml/㎡-60ml/㎡；当预制孔隙率为1.5％-2.0％的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为80ml/㎡-100ml/㎡；当预制孔隙率为2.0％以上的对比试块时，所述预浸料表面喷洒的溶剂喷洒量为120ml/㎡以上。
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