[发明专利]一种用X射线衍射测定C纤维增强树脂基复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定C纤维增强树脂基复合材料的方法。

背景技术

复合材料是当前使用的最广泛的材料之一。尤其是C纤维增强树脂基复合材料，是航天航空企业用到比重最多的材料的之一。残余应力的存在会导致C纤维增强树脂基复合材料的生产和使用过程中发生变形，从而带来应力重新分布、组装困难和使用过程中发生二次变形等问题。复合材料中残余应力的分布对产品的安全使用及其寿命具有极大影响，确定复合材料中残余应力的分布对保证复合材料的安全服役具有重要的意义。

残余应力的检测方法主要分为有损检测方法和无损检测方法；有损检测方法主要包括：盲孔法、径向切法、层剥离法、压痕法等方法，有损检测方法一般是指采取破坏性方法使残余应力进行释放，通过检测残余应力释放产生的残余应变，经计算而得到目标区域残余应力的方法。由于有损检测方法是一种破坏性方法，不仅会在试件中产生额外的应力，而且试件原始形状的破坏也降低了测定试件残余应力的精度。无损检测方法主要包括：X射线衍射法、中子衍射法、应变片埋入法、云纹干涉法、拉曼光谱法等方法，由于其非接触性不会对试件的应力分布造成改变，同时不会对试件形状产生破坏而得到广泛的应用。由于应变片埋入法、云纹干涉法、拉曼光谱法等方法的测量精度不高，所以在对残余应力测定结果要求严格的情况下，一般不常使用。同时X射线的穿透能力有限，只能测定试件表层的残余应力，虽然中子衍射法可以解决以上问题，但是该种方法需要中子发生器，不仅价格昂贵而且会产生一定的辐射，所以一般在工程中应用受到了限制。

发明内容

本发明是要解决现有X射线测定C纤维增强树脂基复合材料的方法存在的只能测定试件C纤维增强树脂基复合材料表层的残余应力，而不能测定各个深度的残余应力的技术问题，从而提供了一种用X射线衍射测定C纤维增强树脂基复合材料的方法。

本发明的一种用X射线衍射测定C纤维增强树脂基复合材料的方法是按以下步骤进行：

一、取C纤维增强树脂基复合材料的试件，将平整表面用浓度为30％～98％的盐酸腐蚀40～80微米后，用去离子水将表面进行清洗；

二、将X射线应力测定仪经过初始化、高压预热后，放入步骤一腐蚀后的C纤维增强树脂基复合材料，然后进行单次曝光去背底、多次曝光测试，再计算，得出C纤维增强树脂基复合材料的残余应力；

三、重复步骤一和步骤二至得到各个深度的C纤维增强树脂基复合材料的残余应力，即完成C纤维增强树脂基复合材料的测定；

所述的X射线应力测定仪的型号为PROTOLXRDGANTRY。

本发明包括以下有益效果：

1、采用本发明测定C纤维增强树脂基复合材料的残余应力，既能保证逐层腐蚀不会增加额外的残余应力，又能得到准确的大型试件不同深度的残余应力；

2、本发明具有测定方法简便，测量结果准确的优点。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种用X射线衍射测定C纤维增强树脂基复合材料的方法是按以下步骤进行：

一、取C纤维增强树脂基复合材料的试件，将平整表面用浓度为30％～98％的盐酸腐蚀40～80微米后，用去离子水将表面进行清洗；

二、将X射线应力测定仪经过初始化、高压预热后，放入步骤一腐蚀后的C纤维增强树脂基复合材料，然后进行单次曝光去背底、多次曝光测试，再计算，得出C纤维增强树脂基复合材料的残余应力；

三、重复步骤一和步骤二至得到各个深度的C纤维增强树脂基复合材料的残余应力，即完成C纤维增强树脂基复合材料的测定。

本实施方式包括以下有益效果：

1、采用本实施方式测定C纤维增强树脂基复合材料的残余应力，既能保证逐层腐蚀不会增加额外的残余应力，又能得到准确的大型试件不同深度的残余应力；

2、本实施方式具有测定方法简便，测量结果准确的优点。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中盐酸浓度为75％。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中腐蚀60微米。其它与具体实施方式一或二相同。

通过以下试验验证本发明的有益效果：

试验一：本试验的一种用X射线衍射测定C纤维增强树脂基复合材料的方法是按以下步骤进行：

一、取C纤维增强树脂基复合材料的试件，将平整表面用浓度为75％的盐酸腐蚀60微米后，用去离子水将表面进行清洗；