通過光學(xué)顯微鏡對復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察可了解材料中介于微觀和宏觀尺度之間的缺陷構(gòu)成和分布狀況,如圖6 所示,真空袋工藝和DB2a工藝制備的板材中存在較多數(shù)量的孔隙,尤其是富樹脂區(qū)內(nèi)的孔隙沒有充分排除,而DB2b和DB2c工藝制備的板材中孔隙很少。在通常的真空袋工藝制備的復(fù)合材料中,孔隙主要來源于樹脂配制過程中裹入的空氣、樹脂中的揮發(fā)分或小分子副產(chǎn)物以及預(yù)浸料鋪貼的操作過程中裹入預(yù)浸料片層之間的空氣。在鋪貼中預(yù)壓實(shí)操作和固化時(shí)抽真空雖然可以抽走大部分的空氣,但是由于預(yù)浸料通常具有一定粘性,預(yù)浸料片層會(huì)局部粘結(jié)在一起,而且真空對毛坯存在一個(gè)壓實(shí)作用,在一定程度上封閉了孔隙排出的通道,并且使預(yù)浸料毛坯內(nèi)部孔隙和毛坯外部的壓力梯度降低,減小了孔隙運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力,因此毛坯中的部分孔隙難以排出而滯留在復(fù)合材料中構(gòu)成缺陷。
而在DB工藝中,預(yù)浸料毛坯處于真空環(huán)境中且不存在壓實(shí)力的作用,因此孔隙運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力始終不低于一個(gè)大氣壓,當(dāng)溫度升高時(shí),壓力梯度進(jìn)一步增加,有利于孔隙的排除,同時(shí)纖維束內(nèi)孔隙的排除也有利于樹脂對纖維束的浸漬。因此在樹脂粘度較低時(shí)引入DB工藝可以顯著降低復(fù)合材料的孔隙含量,使得采用真空成型工藝制備的板材的質(zhì)量能夠達(dá)到接近于熱壓罐成型工藝的水平。
3、結(jié) 論
使用雙真空袋成型工藝制備了LT203/T700SC復(fù)合材料,并對該工藝進(jìn)行了研究和優(yōu)化,結(jié)果表明,與常規(guī)真空袋成型工藝相比,雙真空袋成型工藝有利于孔隙的排出,制備的復(fù)合材料孔隙含量較低,力學(xué)性能大幅度提高,復(fù)合材料的質(zhì)量得到較大改進(jìn)。