[發明專利]一種制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法

在審

• 申請號: 202210055935.4
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN116499821A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 張毅萍;蘇大帥;孫小峰;吳紅;鄒昱臨
• 申請（專利權）人: 上海飛機制造有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N29/30
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 易詠梅

本發明公開了一種制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法。該制備方法的具體步驟包括將預定層數的復合材料預浸料逐層鋪設于模具上，選擇抗壓強度高于復合材料預浸料且熔點高于復合材料預浸料成型溫度的氣凝膠材料，再將氣凝膠材料裁剪成設計的分層缺陷的尺寸及厚度，以形成模擬分層缺陷的氣凝膠，接著將模擬分層缺陷的氣凝膠鋪放入設計的復合材料預浸料層間，最后鋪放了所述氣凝膠的復合材料預浸料固化成型，從而獲得內置有所述氣凝膠的對比試塊。本發明制備的試樣不僅能夠近似模擬復合材料與分層缺陷中空氣層阻抗差值，并且能夠精準實現多種形貌不同深度的分層缺陷模擬和定量檢測，從而能夠實現復合材料無損檢測精度的有效評價。

技術領域

本發明涉及復合材料的無損檢測，尤其涉及一種制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法。

背景技術

復合材料是人們運用先進的材料制備技術將不同性質的材料組分優化組合而成的新材料。復合材料不僅能保持各組分材料性能的優點，而且通過各組分性能的互補和關聯可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。

因此，先進復合材料因具有輕質、高模量、高強度比等優點而被廣泛用于航空航天領域，如：C919客機，其復合材料含量已達15％，對于中俄遠程寬體客機，復合材料用量將達到50％以上。但是，復合材料中主要缺陷為分層缺陷，容易在成型過程和使用過程中產生。并且，在使用過程中，分層部位容易形成應力集中，進而引起復合材料結構件失效，所以對復合材料分層缺陷進行定量檢測很有必要。

目前科技人員采用多種檢測方法和設備來檢測復合材料的分層損傷，而在這些檢測中，對比試塊對真實分層缺陷的代表性在很大程度上影響著檢測的精度。因此，有必要制造出一種能夠模擬復合材料分層缺陷的對比試塊，并以此來標定檢測設備并由此提供檢測設備的精度，從而在后續的針對復合材料的成型和使用過程中獲得有關分層缺陷的精確檢測結果?？梢哉f，制備模擬復合材料分層缺陷的對比試塊能夠是檢測復合材料結構件分層缺陷的前提條件。

然而現有方法制備的對比試塊，存在著無法精確模擬多種形貌和不同深度的復合材料分層缺陷、無法真實模擬空氣與復合材料之間的界面、或者復合材料中預埋薄膜的聲阻抗與材料實際分層中空氣聲阻抗差值太大造成檢測精度較差等問題。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題是克服現有技術中存在的對比試塊不能準確模擬復合材料構件的分層缺陷、無法模擬真實缺陷與復合材料聲阻抗差以及無法模擬不同深度和不同尺寸的分層從而無法精準檢測各種分層缺陷的問題，提供一種制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法。通過該方法制備的對比試塊能夠精確模擬多種形貌和不同深度的復合材料分層缺陷現象，從而實現對復合材料構件分層缺陷的精準檢測。

具體而言，本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

本發明提供了一種制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法，其特點在于，該制備方法包括以下步驟：

將預定層數的復合材料預浸料逐層鋪設于模具上；

將氣凝膠材料裁剪成設計的分層缺陷的尺寸及厚度，以形成模擬分層缺陷的氣凝膠，其中，氣凝膠材料的抗壓強度高于所述復合材料預浸料且熔點高于所述復合材料預浸料成型溫度；

將模擬分層缺陷的氣凝膠鋪放入復合材料預浸料的層間；

將鋪放了所述氣凝膠的復合材料預浸料固化成型，從而獲得內置有所述氣凝膠的對比試塊。

本發明所公開的制備用于復合材料分層缺陷檢測的對比試塊的方法，不僅能夠模擬復合材料的不同形貌和不同深度分層缺陷，從而能夠精準控制模擬的分層缺陷的尺寸和位置，得以精準實現多種形貌、不同深度的分層缺陷檢測。還能夠近似模擬真實分層中空氣層與復合材料聲阻抗差值，由此減少因為阻抗差值引入的無損檢測誤差，最終實現相應檢測方法的檢測能力的有效評判以及復合材料無損檢測精度的準確評價。