[发明专利]一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制备方法及检测方法

说明书

本申请实施例公开了一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制备方法及检测方法，监测结构包括：至少两层依次层叠布置的纤维层；用于将所述纤维层固化成统一整体的基体，每层所述纤维层与所述基体之间形成界面层；以及布置于所述界面层的界面湿度传感器；其中，所述界面湿度传感器上牵引出用于电连接的电极。根据本发明，其能够对纤维增强复合材料的吸湿状况进行监测，并且布置的传感器能够在吸收一定湿度后阻止或延缓水分进一步侵入复合材料。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制 备方法及检测方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料是一种先进的复合材料，由于其优良的力学性能，在国防领 域中，其被广泛应用于军用飞机，航天器、火箭等先进装备中；在民用领域中又被广泛地 使用在汽车、化工、建筑、医疗等关系着日常生活的重要位置。随着纤维复合材料的应用领域不断拓展，使用环境不断增多，对纤维复合材料的环境适应性的要求不断提高。其中，纤维复合材料在湿热条件下的吸湿性是极为重要的一环。

纤维复合材料板由纤维和树脂基体制成。由于纤维的特性及树脂高分子链间存在大量 空隙，复合材料板有较大的吸湿性。然而复合材料在使用过程中，不可避免会在湿热条件 下工作，复合材料吸湿后，对其各方面性能都有较大影响。如何监测其吸湿情况以便及时 维修、更换复合材料，及增强其抗湿性是一大问题。

有鉴于此，实有必要开发一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制备方法及检 测方法，用以解决上述问题。

发明内容

本申请的实施例提供一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制备方法及检测方 法，其能够对纤维增强复合材料的吸湿状况进行监测，并且布置的传感器能够在吸收一定 湿度后阻止或延缓水分进一步侵入复合材料。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，包括：

至少两层依次层叠布置的纤维层；

用于将所述纤维层固化成统一整体的基体，每层所述纤维层与所述基体之间形成界面 层；以及

布置于所述界面层的界面湿度传感器；

其中，所述界面湿度传感器上牵引出用于电连接的电极。

结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述界面湿度传感器的制备材料包 括：导电材料和水凝胶。

可选的，所述导电材料为碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

可选的，所述水凝胶为天然高分子水凝胶和合成高分子凝胶中的至少一种。

结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式 中，两两所述纤维层之间铺设入所述界面湿度传感器后通过真空辅助树脂注射法往纤维层 间注入所述基体。

结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式 中，所述界面湿度传感器在所述界面层中沿平行于所述纤维层的方向等间距铺设。

可选的，所述界面湿度传感器在所述界面层中沿垂直于所述纤维层的方向等间距铺 设。

可选的，所述界面湿度传感器呈片状结构并且其厚度不超过所述纤维层中单根纤维直 径的30％～50％。

可选的，所述界面湿度传感器的吸水膨胀率不超过120％～200％。

可选的，所述纤维层为平面板状结构、弧形板状结构及圆管形结构中的任意一种。

可选的，所述纤维层所用的纤维为碳纤维、硼纤维、芳纶纤维或碳化硅纤维中的至少 一种。