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RTM成型復合材料中微觀缺陷表征及分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-10-19  來源:復材應用技術網(wǎng)  瀏覽次數(shù):78
 
       通過對RTM成型復合材料制件及其預成型體進行解剖,并采用光學顯微鏡及掃描電鏡對制件缺陷及預成型體表征,結(jié)果顯示預成型體中定型荊富集的鋪層與缺陷位置一致;并分析了缺陷表觀形貌,闡述了缺陷形成原因。
       樹脂傳遞模塑成型(RTM)自20世紀五六十年代用于制備樹脂基復合材料以來,如今已成為其主要制備工藝之一。相比其他復合材料制備方法,RTM成型復雜復合材料制件具有顯著降低成本的優(yōu)點。
       在RTM成型復合材料制備過程中,由于復合材料預制體及制備工藝的影響,不可避免在復合材料制件中產(chǎn)生各種缺陷,缺陷主要有兩類,一是出現(xiàn)在復合材料制件表面的“干斑”,主要是注射壓力不夠或樹脂未完全浸潤造成的,一般面積較大;另一種是復合材料內(nèi)部的缺陷,表現(xiàn)為密集孔隙或分層現(xiàn)象,并以孔隙最為常見,且密集孔隙主要位于在纖維束內(nèi)部E。上述缺陷通過調(diào)整工藝參數(shù),并用真空輔助,
基本能夠消除。也有文獻報道用毛細數(shù)來表征其產(chǎn)生缺陷的條件,其主要原理是調(diào)整RTM成型過程中宏觀流動的浸潤速度(注射壓力控制),使之與浸潤樹脂的毛細作用能夠匹配,協(xié)同作用,從而更有效減少上述缺陷。
       但是,在RTM成型復合材料制件時,尤其是復雜制件,需要在注射成型前對其預制件進行預定型,使之接近實際制件的形狀和尺寸。其中定型技術上有粉末法和溶液法兩大類,而在用溶液法定型制備的復合材料制件中,發(fā)現(xiàn)與上述缺陷不同,即在制件厚度方向鋪層中,即使相同纖維體積分數(shù)(>55%)的情況下,其缺陷卻位于特定的鋪層位置。這與以往觀察到的缺陷有所不同,通常缺陷(孔隙)在鋪層的厚度方向均勻分布。
       為表征及分析此類缺陷,本研究通過解剖復合材料制件及其預成型體,通過掃描電鏡對其形貌進行表征,并用光學顯微鏡測試缺陷的孔隙率及分布情況,分析了其缺陷形成機理。

資料下載:   RTM成型復合材料中微觀缺陷表征及分析.pdf

 
 
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