玄武巖增強體的滲透性及其復合材料性能與VARTM成型工藝監(jiān)測技術(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)得到的一種先進的復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)品重復性好和環(huán)保等優(yōu)點,近年來的到了迅速的推廣,具有廣闊的應用領(lǐng)域。滲透率是描述織物或增強體對流體流動阻力的物理參數(shù)。精確描述樹脂在增強體中的滲透特性

2、,對工藝的模擬與監(jiān)測以及優(yōu)化模具設(shè)計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,并以此纖維為增強體制成的新型復合材料。玄武巖纖維在力學性能、耐高溫性、化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、導熱性、絕緣性、抗摩擦性等許多技術(shù)指標方面優(yōu)于玻璃纖維,因此,近來在復合材料領(lǐng)域備受關(guān)注。本文在VARTM工藝條件下,對玄武巖纖維增強體的滲透率進行了研究,得到了影響玄武巖增強體滲透率的因素,分

3、析了注射壓力、流體的種類和粘度、玄武巖增強體的織物結(jié)構(gòu)和厚度以及兩種不同結(jié)構(gòu)的增強體疊合鋪層等對滲透率的影響。對于優(yōu)化VARTM生產(chǎn)工藝和改進VARTM產(chǎn)品質(zhì)量具有一定的實際指導意義。VARTM技術(shù)有兩個關(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際有效的方法是在充模前和充模時采用傳感器探測可能存在的缺陷并采取相應的措施排除。本文研究開發(fā)了液體模塑成型工藝在線監(jiān)測裝置,對VAR

4、TM工藝中的樹脂注射過程進行了在線監(jiān)測。通過充模過程中樹脂流動前鋒的監(jiān)測與增強體滲透率測定的對比,對該裝置進行了驗證,證明了監(jiān)測裝置的準確性。在此基礎(chǔ)上,運用該監(jiān)測裝置監(jiān)測了復合材料的加工注塑的實際情況。該裝置能夠較好地實現(xiàn)VARTM工藝加工過程的實時監(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合材料、玄武巖短切氈復合材料、玄武巖多軸向復合材料,并進行了部分性能測試