[发明专利]一种复合材料内部分层缺陷的制备方法

说明书

本发明提供了一种复合材料内部分层缺陷的制备方法，包括：通过铺覆预浸料制备所需数量的预浸料板；将预浸料板通过吸胶工艺处理成为半固化板；取预浸料，并对无分层缺陷区域进行局部密封；对局部密封后的预浸料进行固化预处理，得到预处理预浸料；对半固化板进行表面处理，然后将预处理预浸料铺入半固化板之间，得到待固化分层缺陷板；将待固化分层缺陷板铺入未固化复合材料中，并对未固化复合材料进行固化处理，得到含分层缺陷复合材料。本发明的制备方法可在纤维增强树脂基复合材料内部制备分层缺陷，并控制分层缺陷的形状尺寸、位置深度等，制备的分层缺陷接近自然形成的真实状态，缺陷周围完好区域的材料性能与正常材料性能相当。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，特别涉及一种复合材料内部分层缺陷的制备方法。

背景技术

复合材料具有比强度高等优点，大量应用于对减重需求较高的航空航天产品的研制之中。由于复合材料制备和零件成型同时完成，材料制备过程中产生的缺陷就会直接存在于复合材料制件中。同时由于复合材料层剪性能较弱，在使用过程中受到冲击、挤压等破坏后都可能产生损伤，从而影响复合材料制件的性能。

从复合材料结构的安全性考虑，复合材料的损伤可被分为三大类：许可缺陷/损伤、需修理缺陷/损伤和不可修理缺陷/损伤。许可缺陷/损伤是指在设计寿命之内不需进行修理的结构缺陷和损伤；需修理缺陷/损伤是指需要采取一定方法进行修理、否则会导致结构无法正常工作的缺陷/损伤；不可修理缺陷/损伤是指缺陷/损伤已超过可修理极限，无法修理。复合材料常见的内部缺陷或损伤有气孔、夹杂、分层等。某个分层缺陷属于哪种许可类别，需要综合考虑复合材料种类、制件结构形式、缺陷自身形状尺寸、缺陷存在于制件的位置及深度、缺陷周围受力情况及使用环境等因素，十分复杂。

复合材料中的分层缺陷，受材料、成型工艺、使用环境等多种因素的影响，其形状尺寸、位置分布等都比较随机，对复合材料制件的影响难以分析。通常情况下，需要首先制备含有分层缺陷的复合材料性能试样，再测试其性能，以研究特定或者一组形状尺寸、位置分布的分层缺陷对复合材料性能的影响，并进一步对缺陷开展修复研究。这就需要对分层缺陷的形状尺寸、位置分布等影响材料性能的因素进行控制。

因此，有必要提供一种复合材料内部分层缺陷的制备方法，在复合材料内部制备尺寸和位置可控的分层缺陷，以满足相关使用和研究需要。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种复合材料内部分层缺陷的制备方法，在复合材料内部制备尺寸位置可控的分层缺陷，制备出的分层缺陷接近自然形成的真实状态，缺陷周围完好区域的材料力学性能与正常完好材料性能相同；本发明制备方法，既可以针对特定复合材料制品，研究特定分层缺陷对制品的性能影响、研究验证不同修补方案对制品性能恢复的影响，又可以作为基础研究的方法，对特定材料种类的复合材料开展损伤容限研究，以完善材料性能数据库，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

一种复合材料内部分层缺陷的制备方法，包括：

通过铺覆预浸料制备所需数量的预浸料板；

将预浸料板通过吸胶工艺处理成为半固化板；

取预浸料，并对设定区域进行局部密封，所述设定区域是指按照预期确定的分层缺陷尺寸形状，沿边界法线向预期无分层缺陷区域扩大设定尺度后形成的无分层缺陷区域；

对局部密封后的预浸料进行固化预处理，得到预处理预浸料；

对半固化板进行表面处理，然后将预处理预浸料铺入半固化板之间，得到待固化分层缺陷板；

将待固化分层缺陷板铺入未固化复合材料中，并对未固化复合材料进行固化处理，得到含分层缺陷复合材料。

根据本发明提供的一种复合材料内部分层缺陷的制备方法，具有以下有益效果：