SU1640626A1 - Способ определени степени полимеризации композиционных материалов - Google Patents

Description

1

(21)4450396/28

(22)27.06.88

(46) 07.04.91. Бюл. № 13

(72) В.Г. Орзаев и К.Е. Никитин

(53)620.179.16(088.8)

(56) Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры. М.: Машиностроение, 1472, с, 177-183. Авторское свидетельство СССР

917073, кл. G 01 N 29/00, 1980

i

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

,(57) Изобретение относитс  к ультразвуковому контролю изделий и может быть использовано дгш определени  степени полимеризации композиционных материалов в процессе Формовани  изделий. Цель изобретени  - повышение точности и информативности за счет определени  степени полимеризации на конечной стадии отверждени  - Контролируемое изделие от начала формовани  прозвучивают ультразвуковыми колебани ми и определ ют изменени  скорости и коэффициента затухани , а на конечной стадии, когда зависимость скорости и коэффициента затухани  от продолжительности полимеризации имеют посто нное значение, контролируемое изделие прозвучивают короткими ультразвуковыми импульсами и измер ют спектр сигнала, прошедшего через изделие, по которому суд т о степени полимеразации и качестве издели .

«

Изобретение относитс  к ультразвуковому контролю изделий и может быть использовано дл  определени  степени полимеризации композиционных материалов в процессе Формовани  изделий преимущественно тонкостенных.

Цель изобретени  - повышение точности и информативности за счет определени  степени полимеризации на конечной стадии отверждени .

Сущность изобретени  состоит в том, что контролируемое изделие от начала формовани  прозвучивают ультразвуковыми колебани ми и определ ют изменение скорости и коэффициента за тухани  в течение всего технологичес - кого процесса, от в зкопластичного состо ни  материала до его отвержде- . ни , а на конечной стадии, когда зависимости скорости и коэффициента затухани  от продолжительности полимеризации имеют посто нное значение, контролируемое изделие прозвучивают короткими ультразвуковыми импульсами, измер ют спектр сигнала, прошедшего изделие, по которому суд т о степени полимеризации и качестве издели .

Способ определени  степени полимеризации композиционных материалов заключаетс  в следующем.

Контролируемое изделие прозвучи- вают ультразвуковыми импульсами с частотой заполнени  2 МГц, так как при частотах, больших 2,5 МГц, наблюдаетс  сильное поглощение ультразвука , особенно когда св зующее находит™ с  вв зкотекучем состо нии и сигнал

ьс

трудно регистрируетс ,а дл  частот, меньших 1МГц, толщина образца мала, что вносит большую погрешность при определении акустических параметров. Длительность ультразвукового импульса .выбираетс  из услови  не менее 10 и не более 15 колебаний в импульсе, в данном случае от 5 до 10 мс.

Периодически измер ют врем  однократного прохождени  ультразвуково-, го импульса через изделие и амплитуду в течение всего времени формовани , учитыва  толщину издели , определ ют изменение скорости и коэффициента поглощени  прошедшей акустической волны и стро т температурные и временные зависимости полученных акустических параметров при различных технологических режимах, от высокоэластичного состо ни  до его отверждени . По достижении посто нного значени  скорости и коэффициента поглощени  ультразвука через изделие пропускают короткие импульсы, использу  те же пьезоизлучатели и пьезоприемннки, и регистрируют спектр прошедшего через изделие сигнала.Ультразвуковые импульсы при использовании частоты 2 МГц по длительности равн ютс  0,5 мс и могут быть получены -методом компенсации свободных колебаний пьезовиб- ратора.

Например, образцы из препрегов на основе ткани СВМ или углеленты, про- питанные эпоксидным св зующим, укладывались в несколько слоев толщиной 5 мм дл  углепластика и 2..мм дл  органопластика и при определенном посто нном давлении МПа производили на- грев от 20 до 125°С, измер   одновременно изменение акустических характеристик . Учитыва  изменение толщины образца в процессе формовани ,

определ ли изменение скорости и коэф- дс после достижени  посто нных значений Фициента поглощени  прошедших через образец ультразвуковых колебаний. Частота ультразвуковых колебаний в импульсе равн лась 2 МГц. По достижении заданной температуры формовани  снимали зависимость изменени  акустических характеристик (скорость и коэффициент поглощени ) от времени. Через 3 ч от начала формовани ., - когда эти акустические характеристики в режиме отверждени  прин ли по- сто нное значение (например, дл  угзатухани  и скорости узльтразвуковых колебаний излучают и принимаютпрошед шие материал дополнительные ультразву ковые импульсы без заполнени , длительность которых равна или меньше половины периода частоты заполнени  основных ультразвуковых импульсов, и измер ют значени  спектральных составл ющих прин тых ультразвуковых импульсов, которые учитывают при опре делении степени полимеризации материала .

10

15

20

Q 5

лепластика при скорости ультразвука, равной 2300 м/с, а дл  органопластика 1800 м/с), через образец стали посылать короткие ультразвуковые импульсы , равные по длительности 0,5 мс. При этом наблюдали за изменением спектральных составл ющих прошедшего через материал акустического сигнала. Через 1,5 ч после этого зафиксировали посто нный во времени неизмен ющийс  спектр полученного импульса, который указывал на то, что св зующее в материале заполимеризовалось. Когда вз ли пробу этих двух образцов и проэкстра- гировали, то оказалось,что степень отверждени  достигла 98% дл  органо-.. пластика и 98,5% дл  углепластика.

Таким образом измерение спектральных составл ющих прошедшего через материал сигнала увеличивает информацию о процессах формовани  полимерных материалов и позвол ет с большей точностью определ ть степень полимеризации композиционных материалов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  степени полимеризации композиционных материалов, заключающийс  в том, что от начала Формовани  до отверждени  в материал излучают и принимают прошедшие материал ультразвуковые колебани  и измер ют затухание и скорость ультразвуковых колебаний, с учетом которых определ ют степень полимеризации материала , отличающийс  тем, с целью повышени  точности и информативности за счет определени  степени полимеризации на конечной стадии отверждени , излучение осуществл ют ультразвуковыми импульсами с чарто .той заполнени  1,0-2,5 МГц и длительностью 10-15 периодов колебаний,

   после достижени  посто нных значений

   затухани  и скорости узльтразвуковых колебаний излучают и принимаютпрошедшие материал дополнительные ультразвуковые импульсы без заполнени , длительность которых равна или меньше половины периода частоты заполнени  основных ультразвуковых импульсов, и измер ют значени  спектральных составл ющих прин тых ультразвуковых импульсов, которые учитывают при определении степени полимеризации материала .