玄武巖增強(qiáng)體的滲透性及其復(fù)合材料性能與VARTM成型工藝監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、真空輔助成型工藝(VARTM—Vacuum Assisted Res in TransferMolding)是在樹脂傳遞模塑工藝(RTM—Resin Transfer Molding)的基礎(chǔ)上開發(fā)得到的一種先進(jìn)的復(fù)合材料液體模塑技術(shù)。VARTM工藝具有產(chǎn)品質(zhì)量好、產(chǎn)品性能受操作者影響小、產(chǎn)品重復(fù)性好和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),近年來的到了迅速的推廣,具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。滲透率是描述織物或增強(qiáng)體對(duì)流體流動(dòng)阻力的物理參數(shù)。精確描述樹脂在增強(qiáng)體中的滲透特性

2、,對(duì)工藝的模擬與監(jiān)測(cè)以及優(yōu)化模具設(shè)計(jì)中注入口和排氣口位置、縮短制造周期、保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。玄武巖纖維復(fù)合材料是以天然玄武巖為原料,通過將其拉伸成纖維,并以此纖維為增強(qiáng)體制成的新型復(fù)合材料。玄武巖纖維在力學(xué)性能、耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性、絕緣性、抗摩擦性等許多技術(shù)指標(biāo)方面優(yōu)于玻璃纖維,因此,近來在復(fù)合材料領(lǐng)域備受關(guān)注。本文在VARTM工藝條件下,對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)體的滲透率進(jìn)行了研究,得到了影響玄武巖增強(qiáng)體滲透率的因素,分

3、析了注射壓力、流體的種類和粘度、玄武巖增強(qiáng)體的織物結(jié)構(gòu)和厚度以及兩種不同結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)體疊合鋪層等對(duì)滲透率的影響。對(duì)于優(yōu)化VARTM生產(chǎn)工藝和改進(jìn)VARTM產(chǎn)品質(zhì)量具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。VARTM技術(shù)有兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):樹脂的充模與固化。其影響因素較多,可能給VARTM制品帶來一系列的問題。目前消除制品缺陷的最實(shí)際有效的方法是在充模前和充模時(shí)采用傳感器探測(cè)可能存在的缺陷并采取相應(yīng)的措施排除。本文研究開發(fā)了液體模塑成型工藝在線監(jiān)測(cè)裝置,對(duì)VAR

4、TM工藝中的樹脂注射過程進(jìn)行了在線監(jiān)測(cè)。通過充模過程中樹脂流動(dòng)前鋒的監(jiān)測(cè)與增強(qiáng)體滲透率測(cè)定的對(duì)比,對(duì)該裝置進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了監(jiān)測(cè)裝置的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用該監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)了復(fù)合材料的加工注塑的實(shí)際情況。該裝置能夠較好地實(shí)現(xiàn)VARTM工藝加工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,為更好地分析VARTM工藝特性,優(yōu)化工藝過程提供了有效的方法。最后,論文利用VARTM工藝制備了玄武巖平紋布復(fù)合材料、玄武巖短切氈復(fù)合材料、玄武巖多軸向復(fù)合材料,并進(jìn)行了部分性能測(cè)試