[发明专利]一种碳纤维层间剪切样条的制备方法和制备装置

说明书

本发明涉及一种碳纤维层间剪切样条的制备方法和制备装置，其现有方法和装置不便于操作、测定误差大、可重复性差的技术问题，其包括如下步骤：在热压上下模具上均匀涂上脱模剂，预热；将所需碳纤维缠绕在缠丝板上，预热；称量并配制胶液，放入热压机中对树脂体系进行热熔；将所配透明状胶液涂抹在预热好的热碳纤维样品上；将涂有透明胶液的碳纤维从缠丝板上取下，放入热压下模具中，用纤维束夹持装置夹住纤维两端，加热；合模，加热；升温继续加热；再升温加热，降温冷却、脱模、切割，备测试用。本发明同时提供其设备。本发明可用于碳纤维的测试领域。

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备方法和制备装置，具体说是一种碳纤维层间剪切样条的制备方法和制备装置。

背景技术

碳纤维是指含碳量在90％以上的无机材料纤维，它具有密度小、质量轻、高强度、高比模量、耐磨损、耐腐蚀等一系列的优异性能，因此广泛用在航空航天、体育休闲、汽车轻量化、风电叶片等领域和行业。

随着我国碳纤维技术的逐步突破，碳纤维的生产打破了国外的技术垄断，T300、T700、T800等碳纤维已实现了稳定的国产化，稳定可靠的检测数据，为我国碳纤维行业突破国外技术壁垒提供了强有力的数据支持，为技术改进提供了指导依据。

碳纤维在生产过程中，层间剪切强度是表征界面处理优良的重要指标。现有制备技术碳纤维层间剪切强度样条均采用手工加压，所施加压力不可控，不能确保样条所受压力一致，且取出加压时温度没有保障，人工在此操作过程中随机性较大，因此造成层间剪切强度误差较大，离散系数较大，不能完全真实反应出高性能碳纤维的层间剪切强度，不能很好的指导生产过程界面处理工艺。

公开号为CN108426760A的中国发明专利申请公开了一种制备复合材料层间剪切强度样条方法，其包括如下步骤：a)在制样之前，根据碳纤维的规格和复合材料样条中纤维的含量计算所需碳纤维的根数；b)称量并配制适量的环氧树脂胶液，将其放入烘箱中热熔至透明状；c)将碳纤维置于退卷装置上，将其导入浸胶槽，将热熔后的环氧树脂胶液倒入浸胶槽中，没过纤维，并在缠丝板上缠绕相应根数浸渍胶液后的纤维；d)用刀片取下缠丝板上浸渍胶液的纤维，对称折叠3次后，平直放入提前在烘箱中预热且均匀涂有脱模剂的模具槽体的凹槽中；e)将纤维和槽体一并放入140℃的烘箱中加热60min，胶液变硬时取出模具槽体，放回140℃烘箱中继续加热60-90min，取出后再次加压150-280N·m，再放入160℃烘箱中固化2-4h后，冷却、脱模切割成所需尺寸测试样条。

但是，该方法主要存在如下问题：

1、先浸胶再缠丝，无法保证胶液在纤维上的均匀性；

2、胶液变硬时合模，则制备样条的含胶量难以控制；

3、首次加压时未明确控制压力，不便于操作和过程的可重复性；

4、合模、加压时需从烘箱中取出，造成操作过程中温度得不到控制；

5、人工操作过程中随机因素多，会造成层间剪切强度误差较大，离散系数较大。

发明内容

本发明就是为了解决现有方法和装置不便于操作、测定误差大、可重复性差的技术问题，提供一种测定方便、准确可靠、一致性好的碳纤维层间剪切样条的制备方法和制备装置。