CN113432956A - 环氧薄片样品用制备模具 - Google Patents

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Abstract

一种环氧薄片样品用制备模具，依次包括互相紧固的第一不锈钢夹具、第一试样夹层、镜面钢板、第二试样夹层和第二不锈钢夹具，其中：不锈钢夹具与镜面钢板的非镜面侧紧密接触，镜面钢板的镜面侧与试样夹层紧密接触，且夹层的厚度可调。本发明基于连通器原理设计试样夹层，以尽可能减少环氧树脂由上而下浇筑过程中因流动不均匀产生气泡的概率；其次，在不锈钢夹具和镜面钢板设置有防泄漏槽，以解决在紧固较松情况下环氧渗透至螺孔处固化后造成模具难以开启的问题；最后，在不锈钢夹具上设置有销形开口槽，便于打开模具同时减小对试样的破坏作用。

Description

环氧薄片样品用制备模具
技术领域
本发明涉及的是一种高压绝缘领域的技术，具体是一种基于连通器原理、具有防泄漏功能的环氧薄片样品用制备模具。
背景技术
环氧树脂以其优异的绝缘强度和机械强度被广泛应用于电力行业，纳米或微米改性后的环氧试样往往需要使用厚度在1mm以下的薄片状试样进行相关性能的检测(如热导率，电导率，击穿场强、空间电荷以及拉伸强度等)。现有的薄片状试样制备模具多采用三明治结构，通过上下夹板的挤压实现对中间夹层的固定，在夹层空心部分浇筑环氧树脂，从而完成不同厚度的环氧树脂样品制备。但现有模具的环氧固化过程存在两个技术不足：一、添加过纳米或微米级颗粒的环氧液体流动性较差，在模具中自上而下流动时流动不均匀会增加环氧试样中产生气泡的概率；二、在模具紧固较松的情况下，环氧液体在固化过程中可能会渗透到螺孔处，导致模具无法打开，无形中增加了制样的成本。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种环氧薄片样品用制备模具，基于连通器原理设计试样夹层，以尽可能减少环氧树脂由上而下浇筑过程中因流动不均匀产生气泡的概率；其次，在不锈钢夹具和镜面钢板设置有防泄漏槽，以解决在紧固较松情况下环氧渗透至螺孔处固化后造成模具难以开启的问题；最后，在不锈钢夹具上设置有销形开口槽，便于打开模具同时减小对试样的破坏作用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明依次包括互相紧固的第一不锈钢夹具、第一试样夹层、镜面钢板、第二试样夹层和第二不锈钢夹具，其中：不锈钢夹具与镜面钢板的非镜面侧紧密接触，镜面钢板的镜面侧与试样夹层紧密接触，且夹层的厚度可调。
所述的不锈钢夹具的两侧分别为抛光侧和未抛光侧，其中：抛光侧上设有浇筑入口、浇筑通道、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和凹型防泄漏槽。
所述的试样夹层上设有浇筑口、浇筑通道、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和试样定型槽，其中：试样定型槽的厚度及形状可根据需求设计。
所述的镜面钢板的两侧均为镜面侧，每侧上均设有用于与不锈钢夹具相匹配的浇筑入口、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和用于引流泄漏的环氧液体的防泄漏槽。
技术效果
本发明整体解决了现有技术添加过纳米或微米级颗粒的环氧液体流动性较差，在模具中自上而下流动不均匀时会增加环氧试样中产生气泡的概率；在模具紧固较松的情况下，环氧液体在固化过程中可能会渗透到螺孔处，导致模具无法打开，无形中增加了制样的成本。
与现有技术相比，本发明基于连通器原理设计环氧薄片试样夹层，在固化过程中环氧液体是自下而上流动的，减小了因流动不均在环氧试样中产生中气泡的概率；本发明在模具中设置有防泄漏槽，能够很好解决环氧泄露到螺孔处引起的模具和环氧固化在一起无法发开模具的问题，具有很强的实用性；本发明可以改变不锈钢夹具之间的试样夹层和镜面钢板之间的数量，增加一次性制备样品的数量，提高了环氧薄片试样制备的效率。
附图说明
图1a为本发明俯视图；图1b为本发明侧视图；
图2为不锈钢夹具的结构示意图；
图中：101浇筑入口、102浇筑通道、103销形开启口、104螺纹通孔、105观测孔、106防泄漏槽；
图3为试样夹层的结构示意图；
图中：201浇筑入口、202浇筑通道、203销形开启口、204螺纹通孔、205观测孔、206试样定型槽。
图4为镜面钢板的结构示意图；
图中：301浇筑入口、302销形开启口、303螺纹通孔、304观测孔、305防泄漏槽。
具体实施方式
如图1a和图1b所示，为本实施例涉及一种两片式环氧薄片样品用制备模具，依次包括互相紧固的第一不锈钢夹具1、第一试样夹层2、镜面钢板3、第二试样夹层4和第二不锈钢夹具5，其中：第一不锈钢夹具1和第二不锈钢夹具5的结构相同且为镜面对称，不锈钢夹具与镜面钢板的非镜面侧紧密接触，镜面钢板的镜面侧与试样夹层紧密接触，且夹层的厚度可调。
如图2所示，所述的不锈钢夹具的两侧分别为抛光侧和未抛光侧，其中：抛光侧上设有浇筑入口101、浇筑通道102、销形开启口103、螺纹通孔104、观测孔105和凹型防泄漏槽106。
所述的浇筑入口101为梯形结构，使得向模具中加入环氧液体更加方便；另一方面，环氧液体可以更容易通过梯形浇筑口进入浇筑通道。
所述的浇筑通道102为L字形结构以匹配试样夹层。
所述的销形开启口103为销型结构，便于固化后模具层间的分离。
所述的观测孔105为圆形通孔，便于观测环氧在模具中的液面。
所述的凹型防泄漏槽106为凹型结构，其内凹部分即螺丝所在的位置，便于泄露的环氧从螺丝的两侧流出模具。
如图3所示，所述的试样夹层上设有浇筑口201、浇筑通道202、矩形开启口203、螺纹通孔204、观测孔205和试样定型槽206，其中：试样定型槽的厚度及形状可根据需求设计。
所述的浇筑口201为梯形结构，使得向模具中加入环氧液体更加方便；另一方面，环氧液体可以更容易通过梯形浇筑口进入浇筑通道。
所述的浇筑通道202为基于连通器原理的L字形结构。
所述的开启口203为矩形结构以便于固化后模具层间的分离。
所述的观测孔205为圆形通孔，便于观测环氧在模具中的液面。
所述的试样定型槽206一般为圆形试样定型槽或方形试样定型槽。
如图4所示，所述的镜面钢板的两侧均为镜面侧，每侧上均设有用于与不锈钢夹具相匹配的浇筑入口301、矩形开启口302、螺纹通孔303、观测孔304和用于引流泄漏的环氧液体的防泄漏槽305。
所述的浇筑入口301为梯形结构，使得向模具中加入环氧液体更加方便；另一方面，环氧液体可以更容易通过梯形浇筑口进入浇筑通道。
所述的矩形开启口302为矩形结构以便于固化后模具层间的分离。
所述的观测孔304为圆形通孔以便于观测环氧在模具中的液面。
所述的用于引流泄漏的环氧液体的防泄漏槽305为凹型结构，其内凹部分即螺丝所在位置。
所述的防泄漏功能通过防泄漏槽引流泄漏的环氧液体实现。
本实施例涉及上述装置的环氧薄片样品制备方法，通过常温下在不锈钢夹具、镜面钢板、试样夹层表面、螺丝和螺栓表面喷涂脱模剂，然后将其置于90℃烘箱中0.5h进行预处理，取出模具后，将不锈钢夹具、镜面钢板、试样夹层表面、螺丝和螺栓组装紧固，然后将混合好的液态环氧树脂从浇筑入口缓慢注入，基于连通器的原理让环氧树脂充分且快速填满整个试样层里的空隙，之后将模具放入烘箱，随高温固化一段时间，待固化流程结束模具完全冷却下来后，松开螺丝紧固，从销形开启口打开模具取出所制备试样即可。
所述的脱模剂具体采用JD-909A。
所述的固化流程包括：第一阶段，从30℃升温至135℃，升温速率为10℃/min；第二阶段，在135℃下固化2h；第三阶段，从135℃升温至150℃，升温速率为10℃/min；第四阶段，在150℃下固化6h；第五阶段，等待模具自然冷却至室温。
在环氧固化的过程中，当出现模具紧固不够的情况，不锈钢夹具和镜面钢板设置有防泄漏槽，以解决在紧固较松情况下的环氧树脂渗透至螺孔处引起模具难以打开的问题。
与现有技术相比，本发明基于连通器原理设计的试样夹层、模具上的防泄漏槽及观测孔，模具中环氧液体自下而上填充试样定型槽；泄露的环氧液体通过防泄漏槽引流避开螺丝；圆形观测孔观测环氧液体的液面，控制加入环氧液体的质量，减小了因流动不均在环氧试样中产生中气泡的概率，具有很强的实用性的同时，提高了环氧薄片试样制备的效率。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (6)

1.一种环氧薄片样品用制备模具，其特征在于，依次包括互相紧固的第一不锈钢夹具、第一试样夹层、镜面钢板、第二试样夹层和第二不锈钢夹具，其中：不锈钢夹具与镜面钢板的非镜面侧紧密接触，镜面钢板的镜面侧与试样夹层紧密接触，且夹层的厚度可调；
所述的不锈钢夹具的两侧分别为抛光侧和未抛光侧，其中：抛光侧上设有浇筑入口、浇筑通道、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和凹型防泄漏槽；
所述的试样夹层上设有浇筑口、浇筑通道、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和试样定型槽；
所述的镜面钢板的两侧均为镜面侧，每侧上均设有用于与不锈钢夹具相匹配的浇筑入口、销形开启口、螺纹通孔、观测孔和用于引流泄漏的环氧液体的防泄漏槽。
2.根据权利要求1所述的环氧薄片样品用制备模具，其特征是，所述的不锈钢夹具的浇筑入口为梯形结构；不锈钢夹具的浇筑通道为L字形结构以匹配试样夹层；不锈钢夹具的销形开启口为销型结构；不锈钢夹具的观测孔为圆形通孔；不锈钢夹具的凹型防泄漏槽为凹型结构，其内凹部分即螺丝所在的位置。
3.根据权利要求1所述的环氧薄片样品用制备模具，其特征是，所述的试样夹层的浇筑口为梯形结构；试样夹层的浇筑通道为基于连通器原理的L字形结构；试样夹层的开启口为矩形结构以便于固化后模具层间的分离；试样夹层的观测孔为圆形通孔；试样夹层的试样定型槽为圆形试样定型槽或方形试样定型槽。
4.根据权利要求1所述的环氧薄片样品用制备模具，其特征是，所述的镜面钢板的浇筑入口为梯形结构；镜面钢板的矩形开启口为矩形结构以便于固化后模具层间的分离；镜面钢板的观测孔为圆形通孔以便于观测环氧在模具中的液面；镜面钢板的用于引流泄漏的环氧液体的防泄漏槽为凹型结构，其内凹部分即螺丝所在位置；镜面钢板的防泄漏功能通过防泄漏槽引流泄漏的环氧液体实现。
5.根据权利要求1～4中任一所述模具的环氧薄片样品用制备方法，其特征在于，通过常温下在不锈钢夹具、镜面钢板、试样夹层表面、螺丝和螺栓表面喷涂脱模剂，然后将其置于℃烘箱中.h进行预处理，取出模具后，将不锈钢夹具、镜面钢板、试样夹层表面、螺丝和螺栓组装紧固，然后将混合好的液态环氧树脂从浇筑入口缓慢注入，基于连通器的原理让环氧树脂充分且快速填满整个试样层里的空隙，之后将模具放入烘箱，随高温固化一段时间，待固化流程结束模具完全冷却下来后，松开螺丝紧固，从销形开启口打开模具取出所制备试样即可。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，所述的固化流程包括：第一阶段，从30℃升温至135℃，升温速率为10℃/min；第二阶段，在135℃下固化2h；第三阶段，从135℃升温至150℃，升温速率为10℃/min；第四阶段，在150℃下固化6h；第五阶段，等待模具自然冷却至室温。
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