[发明专利]在铺层面内方向上测试气体渗透率的测试装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试气体渗透率的装置及其方法，更具体地说，是指以气体为流体测试待测试样在铺层面内方向上测试渗透率的装置及其方法。

背景技术

渗透率是表征压力作用下流体在多孔介质中流动难易程度的参数，渗透率越大表示多孔介质对流体的流动阻力越小。采用热压罐或真空袋工艺制备树脂基复合材料过程中，预浸料铺层渗透率是影响真空作用下夹杂空气及挥发份排出的关键因素之一，从而在一定程度上影响复合材料构件成型质量。预浸料体系由纤维增强体及树脂基体构成，因此预浸料铺层渗透率不仅由纤维的物理特性及纤维网络结构决定，同时还与树脂基体的物理化学特性有关。目前，利用液体为流体测试纤维铺层渗透率的方法趋于成熟，并有相关的文献及专利存在，然而利用液体来测试预浸料渗透率存在很大的局限性，例如：(1)预浸料体系含有树脂基体，采用液体作为测试流体，流动前锋难以判断，无法准确测试渗透率；(2)预浸料铺层渗透率远小于纤维铺层渗透率，通过预浸料铺层的液体流量非常小，一方面在测试过程中铺层与模具间极小的液体流动都会引起结果上的巨大偏差，另一方面浪费时间；(3)复合材料成型工艺中预浸料渗透率主要用以表征夹杂空气及挥发份等气体在真空作用下排出的能力，因此以液体作为测试流体与实际情况存在差异；(4)预浸料铺层在固化过程中受温度及压力的影响，传统方法难以实现固化过程中渗透率的在线测试。

由此可见，利用气体作为流体来测试预浸料铺层渗透率的装置及方法不但具有重要的理论意义和应用价值，而且具有一定的技术难度，需要兼顾多方面因素的影响才能实现准确的测量。

为此，本发明的目的是提供一种应用于树脂基复合材料中预浸料在铺层面内方向上气体渗透率的测试装置和方法。

发明内容

本发明提供了一种在铺层面内方向上气体渗透率的测试装置，较优地，其应用于树脂基复合材料中预浸料的渗透率测试中，该装置通过在真空腔体中提供使气体沿预浸料铺层面内方向运动的动力，实现了预浸料在铺层面内方向上气体渗透率的测试。通过调节压力及温度，实现预浸料在固化工艺中气体渗透率的测量。

本发明提供了一种在铺层面内方向上测试气体渗透率的测试装置，其包括：至少由腔体和盖板所构成的模具、用于控制测试压强的加载装置、用于控制测试温度的控温装置、用于将所述腔体抽真空的抽真空装置和用于检测气体流量的流量检测元件。其中，所述盖板上具有容纳所述加载装置的开口，所述腔体和所述盖板形成了内部腔室，密封组件置于所述内部腔室中并密封所述盖板的所述开口，一待测试样平铺于所述密封组件之间并且除了在一个铺层面内方向上的两端外均被密封组件气密封，所述模具对应于未被气密封的待测试样的两端分别设有进气口和出气口；其中，所述流量检测元件与所述进气口相通，所述出气口与所述抽真空装置相通，当启动所述抽真空装置而使得所述进气口的压强高于所述出气口的压强后，气体从所述进气口在所述待测试样的铺层面内方向上流经所述待测试样后进入所述出气口。

具体地，所述控温装置至少具有加热棒。

具体地，所述抽真空装置为真空泵。

优选地，所述真空泵和所述出气口之间还设有真空表。

可选择地，所述进气口和所述出气口设于所述盖板上，所述盖板固定于所述腔体中。

具体地，所述密封组件包括上密封片和下密封片。

优选地，所述密封组件包括上密封片、下密封片和位于所述上密封片和所述下密封片之间的一对侧密封片。

更优选地，所述模具还包括多孔材料，其对应于所述待测试样的一个铺层面内方向上未被气密封的两端在上下方向上设置于所述上密封片和所述下密封片之间，在铺层面内方向上设置于所述侧密封片之间。

更具体地，所述多孔材料为透气毡。

具体地，所述加载装置具有加载平板和加载主体，所述加载平板容纳于所述盖板的开口中，所述加载主体向所述加载平板上施加压力。

更具体的，所述加载主体为压机。

具体地，所述密封组件和所述盖板分别在靠近所述腔体的内壁的两侧面上开有凹槽。

可选择地，所述待测试样为预浸料。

可选择地，所述待测试样以单向铺层、正交铺层或准各向同性铺层的方式平铺于所述密封组件之间。