[發明專利]一種復合材料孔隙率檢測對比樣塊的制造方法

有效

• 申請號: 201310511113.3
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103552255A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 荀國立;邱啟艷;劉松平;史俊偉;侯軍生
• 申請（專利權）人: 中航復合材料有限責任公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于復合材料成型技術領域，涉及一種復合材料孔隙率檢測對比樣塊的制造方法。

背景技術

隨著航空制造技術的發展，新一代大型客機上復合材料的用量超過50%，已經從傳統的非承力件、次承力件過渡到主承力件。機身、中央翼盒等部件的全復合材料整體制造使復合材料的孔隙率水平成為了影響飛機安全和穩定的主要因素之一。現在的客機制造和適航取證等都需對復合材料的孔隙率進行檢測，確保復合材料構件的孔隙率控制在設計許可的范圍之內。

復合材料孔隙率檢測方法主要有兩種：（1）通過對復合材料構件的隨爐件或者被檢測復合材料零件的加工余量區取樣，機械加工成小試塊后進行金相觀察分析，從而間接推測復合材料零件的孔隙率含量，這種方法由于成本較高、測試誤差較大而在工程實踐中逐步淘汰；（2）利用與已知孔隙率含量的復合材料樣塊進行對比分析，通過分析來自對比試塊和被檢測零件之間的超聲信號衰減程度，來檢測復合材料零件的孔隙率，這是目前比較先進的孔隙率檢測手段。

但是上述用于復合材料孔隙率檢測的標準對比試塊并沒有成熟的制造技術，傳統上是采用工程現場采樣法，即在批量生產時遇到符合孔隙含量和分布均勻性要求的樣塊就收集，這種方法耗時極長，如果要收集一套成體系的樣塊，需要時間較長，而且收集的樣塊均勻性較差，給現場操作帶來很多干擾。如果有新產品轉入批量生產階段，以前收集的樣塊回應厚度和材料體系的不同而對檢測造成干擾，需進行補充或重新標定，這種方法顯然是無法滿足快速發展的航空制造業的。

發明內容

本發明的目的是針對復合材料孔隙率檢測樣塊制造收集時間過長而設計的一種可快速批量制造孔隙含量可控且分布均勻的孔隙率檢測樣塊的方法。本發明的技術解決方案是，對比樣塊的制造方法包含以下步驟：（1）預浸料按照被檢測結構件的鋪層角度和層數進行下料，預留20-40mm的余量；

（2）在鋪疊時，每層鋪疊完成后在預浸料表面加入溶劑，溶劑為酒精或丙酮，純度為化學純及以上，當預制孔隙率為1%-1.5%對比樣塊時，噴灑量為60ml/m²-100ml/m²，當預制孔隙率為1.5%-2.0%的對比樣塊時，噴灑量為100ml/m²-140ml/m²，當預制孔隙率為2.0%以上的對比樣塊時，噴灑量≥140ml/m²，噴灑完成后立即進行下一層鋪疊；

（3）鋪疊完成后，在層壓板表面依次鋪上輔助材料：可剝離層、導氣層，隔離層，在隔離層上表面蓋上勻壓板，然后用真空袋封裝進罐；

（4）依據預浸料的材料特性，調整固化工藝進行固化，固化工藝為：在真空度低于-0.075MPa的環境下，升溫至所用預浸料樹脂的粘度最低值，熱壓罐內加壓至0.25-0.4MPa，保持溫度10-30分鐘，停止抽真空，將真空管路連接大氣，然后升溫至180°，保溫2—3小時，降溫至70°以下，卸壓出罐；

（5）固化結束后，除去層壓板表面的輔助材料，利用超聲檢測儀判斷對比樣塊的層壓板孔隙均勻性，然后進行對比樣塊的孔隙率標定。

所述的預浸料為纖維增強高溫環氧樹脂基預浸料，纖維為碳纖維或玻璃纖維，樹脂為BA9918、BA9916-II或977-2。

所述的樹脂為BA9918，當預制孔隙率為1%-1.5%對比樣塊時，噴灑量為60ml/m²-80ml/m²，當預制孔隙率為1.5%-2.0%的對比樣塊時，噴灑量為100ml/m²-120ml/m²，當預制孔隙率為2.0%以上的對比樣塊時，噴灑量≥140ml/m²。

所述的樹脂為BA9916-II，當預制孔隙率為1%-1.5%對比樣塊時，噴灑量為60ml/m²-90ml/m²，當預制孔隙率為1.5%-2.0%的對比樣塊時，噴灑量為100ml/m²-120ml/m²，當預制孔隙率為2.0%以上的對比樣塊時，噴灑量≥160ml/m²。