[发明专利]非饱和浸渍纤维/树脂预浸料的气体面内渗透率测试方法

权利要求书

1.一种非饱和浸渍纤维/树脂预浸料面内气体渗透率测试系统，其特征在于：该系统包括提供真空负压的真空系统、测试模腔系统、流量测量及数据采集系统和加热冷却系统；所述真空系统为可调节及观测真空度的真空泵，具有连接测试模腔的管路；所述测试模腔系统分为三个腔室，均置于铝板之上，分别为连接真空泵的出气口腔室、放置有预浸料且仅允许气体沿预浸料铺层面内方向流通的中间测试腔室、连接大气及流量测试系统的进气口腔室；所述测试模腔系统整体被真空袋密封；待测试样平铺于所述测试模腔之内，除了在预浸料铺层面内方向上的两端之外，预浸料的上下表面及侧面被密封胶带环向包覆而密封，所述待测试样的两端分别设有置于透气毡之上的进气口和出气口；所述流量测试及数据采集系统由质量流量计及数据采集软件构成；所述加热冷却系统置于铝板之下，用于控制待测试样的温度；

所述待测试样为单层或多层的非饱和浸渍纤维/树脂预浸料铺层，预浸料浸渍程度为30％～95％，非饱和浸渍纤维/树脂预浸料中纤维未被树脂完全浸渍，内部存在部分干纤维通道，能促进铺层内部夹杂空气、水分和挥发性物质排出预浸料铺层。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述真空泵和所述出气口之间设有真空表、压力调节阀门；所述质量流量计测试量程为2-500sccm；所述数据采集系统由软件和电脑构成，通过质量流量计的RS485接口连接电脑后，实时记录流量数据。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述加热冷却系统至少具有制冷片、散热片和控制电路。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：预浸料形式包括单向预浸料和织物预浸料，纤维织物为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物或无褶皱织物；所述预浸料为适用于各种树脂体系预浸料，包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂；试样尺寸根据测试模腔铝板的尺寸而确定，厚度由铺层数量决定，单层或多层预浸料。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于：所述待测试样以单向铺层、正交铺层或准各向同性铺层方式平铺于所述测试模腔系统的铝板上。

6.一种应用权利要求1-5中任一项所述的测试系统测量气体渗透率的方法，包括如下步骤：

(1)将模腔的进气口密封，启动与模腔的出气口相连通的抽真空装置来检验测试模腔系统是否漏气；

(2)若步骤(1)的检验结果为不漏气，将测试模腔出气口室连接气体流量计后接通大气，大气压力为P_a；打开真空泵，观察流量计读数，待流量较为平稳时，此时则为稳态气流，记录流量数据Q，读取真空表压力示数并记录绝对压力P_v；

(3)若测试温度不是室温或希望精确控制试样在某一温度，则将腔体的温度通过控温装置设置为测试温度T，待温度达到设定值并稳定后开始测试，根据温度-粘度计算公式得到对应的气体粘度μ_T；

(4)根据渗透率计算公式计算气体面内渗透率。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述温度-粘度公式为其中，T₀、μ₀分别表示参考温度和相应粘度，C_s表示和气体种类有关的常数，对于空气为117K。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述渗透率计算公式为其中，μ_T表示温度为T时空气的粘度，L和A分别表示所述待测试样的长度和横截面积。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在步骤(1)中，判断漏气与否的标准是：抽真空五分钟后关闭真空泵与测试模腔之间的阀门，然后观察真空压力变化，读取关闭阀门后第五到第十分钟的真空压力降低幅度，若不超过3.7kPa，则认为不漏气，若超过3.7kPa，则认为漏气，需重新密封测试模腔系统；所述步骤(1)中还包括利用密封胶带及真空袋将所述测试模腔进行密封的步骤。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述绝对压力P_v的范围为0-P_a；在步骤(3)中，所述测试温度T的范围为10-40℃；在步骤(4)中，所述气体面内渗透率测试范围覆盖10^-17-10^-12m²。