[發明專利]陶瓷基纖維束復合材料橫截面積和孔隙率測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010612387.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111751260B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 宋迎東;于國強;杜金康;高希光;謝楚陽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.測量陶瓷基纖維束復合材料橫截面積和孔隙率的方法，其特征是：應用陶瓷基纖維束復合材料橫截面積和孔隙率測量裝置，其特征是：測量裝置包括浸潤倉(1)、負壓筒(3)、橡膠塞(4)以及拉桿(5)，浸潤倉(1)為一端具有開口的容器，所述的浸潤倉(1)內填充有填充液，陶瓷基纖維束復合材料試樣浸沒于填充液中，負壓筒(3)的抽氣端與浸潤倉(1)的開口密封對接，負壓筒(3)內密封滑動安裝有橡膠塞(4)，所述的橡膠塞(4)與拉桿(5)連接，所述的拉桿(5)能向遠離負壓筒(3)的抽氣端的方向抽動橡膠塞(4)，使橡膠塞(4)滑動，致使負壓筒(3)對浸潤倉(1)抽負壓，使陶瓷基纖維束復合材料試樣孔隙中的空氣析出，填充液填充在陶瓷基纖維束復合材料試樣孔隙中，陶瓷基纖維束復合材料橫截面積和孔隙率的具體測量方法包括以下步驟：

步驟1：測量陶瓷基纖維束復合材料試樣的長度L_mc，稱量陶瓷基纖維束復合材料試樣的質量M_mc；

步驟2：將陶瓷基纖維束復合材料試樣放入浸潤倉(1)后加入填充液并完全覆蓋陶瓷基纖維束復合材料試樣；

步驟3：將拉桿(5)和橡膠塞(4)組裝并塞入負壓筒(3)的內腔后，壓縮拉桿(5)使負壓筒(3)內的氣體排出；

步驟4：將負壓筒(3)與浸潤倉(1)的開口相連；

步驟5：豎直放置上述裝置，拉動拉桿(5)使其向外移動，利用該過程產生的負壓使陶瓷基纖維束復合材料試樣內部孔隙中的氣體排出并被填充液替代；

步驟6：重復步驟5直至陶瓷基纖維束復合材料試樣沒有新的氣泡產生；

步驟7：從浸潤倉(1)中取出陶瓷基纖維束復合材料試樣并擦干表面殘留的填充液；

步驟8：使用精密量筒測量陶瓷基纖維束復合材料試樣的體積V_mc-p，精密量筒使用的測量液與填充液為同種液體；

步驟9：由步驟8所得陶瓷基纖維束復合材料試樣體積V_mc-p和步驟1所測陶瓷基纖維束復合材料試樣長度L_mc算出陶瓷基纖維束復合材料試樣的平均橫截面積，

A_mc-norm＝V_mc-p/L_mc

步驟10：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣中所含纖維的總體積，

其中，d_mf表示纖維單絲直徑，K表示陶瓷基纖維束復合材料試樣中所含單絲數量，L_f表示纖維束長度；

步驟11：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣中纖維的總重量，

M_f＝V_fρ_f

其中，ρ_f表示纖維的密度；

步驟12：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣中界面層的總體積，

其中，t_pyc表示界面層的厚度；

步驟13：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣中界面層的總重量，

M_pyc＝V_pycρ_pyc

其中，ρ_pyc表示界面層的密度，

步驟14：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣中基體的總體積，

其中，M_sic表示基體質量，ρ_sic表示基體密度，

步驟15：計算陶瓷基纖維束復合材料試樣的孔隙率v_p，

其中，V_p表示孔隙體積，V_sic表示基體體積。

2.根據權利要求1所述的陶瓷基纖維束復合材料橫截面積和孔隙率測量方法，其特征是：所述的浸潤倉(1)一端為盲端(11)，一端為開口端(12)，所述的開口端(12)設置有外螺紋(13)。