The invention belongs to the technical field of composite materials, in particular to a method for monitoring the degree of cure of polymer matrix composite materials by using carbon nano paper sensors. The invention relates to a nano carbon paper tested sensors embedded in polymer based composite material prepreg, obtained curing process of carbon nanopaper resistance variation temperature time curve, linear fitting of curing the cooling phase of carbon nanopaper resistance change temperature curve, get the cooling phase of carbon nanopaper resistance temperature at the same time coefficient measurement of polymer in the standard curing process system based composites by the method of DSC curing degree at other temperatures respectively to obtain the corresponding temperature coefficient of resistance and curing degree, curing degree relationship between temperature coefficient of resistance curve of polymer composites. The technical proposal of the invention can control the real-time monitoring in the engineering application of composite materials in different positions, with very high accuracy and maneuverability, and low cost sensor and demodulation system.
【技术实现步骤摘要】
利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法
本专利技术属于复合材料
,具体涉及一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法。
技术介绍
热固性材料的性能不仅取决于树脂基体、固化剂和添加剂的结构与性能,也取决于它们之间的固化成型历程,与其固化程度密切相关。固化度是反映树脂固化程度的一个重要指标。复合材料在固化过程中的加热温度、加热时间、保温时间、冷却速度及工装条件、结构设计等因素都会对复合材料固化度产生影响,从而影响复合材料的生产质量及尺寸稳定性。传统的复合材料固化度的测量方式都是非在线的,通过测量材料体系内的剩余反应热的方法测量固化度(即DSC,差热扫描量热法),是一种耗时较长,材料损失严重、成本较高的测量方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题,本专利技术提供一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法,目的是缩短固化度的测量时间,降低测量成本,提高测量精度。实现本专利技术目的的利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法按照以下步骤进行:(1)将四根铜导线固定于长方形碳纳米纸表面,形成碳纳米纸传感器,将此碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部,按照聚合物基复合材料预浸料的标准固化工艺制度固化成型得到聚合物基复合材料;(2)固化过程中,采用四探针电阻测量仪测量埋入预浸料内部的碳纳米纸传感器的电阻变化,采用光纤光栅测量预浸料固化过程的温度变化,得到固化过程的碳纳米纸电阻变化-温度-时间关系曲线,对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化-温度曲线进行线性拟合,得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数;同时利用DSC法测 ...
【技术保护点】
一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)将四根铜导线固定于长方形碳纳米纸表面,形成碳纳米纸传感器,将此碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部,按照聚合物基复合材料预浸料的标准固化工艺制度固化成型得到聚合物基复合材料;(2)固化过程中,采用四探针电阻测量仪测量埋入预浸料内部的碳纳米纸传感器的电阻变化,采用光纤光栅测量预浸料固化过程的温度变化,得到固化过程的碳纳米纸电阻变化‑温度‑时间关系曲线,对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化‑温度曲线进行线性拟合,得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数;同时利用DSC法测量在标准固化工艺制度下聚合物基复合材料的固化度;(3)分别在低于标准固化温度5℃、10℃、15℃、20℃、25℃,以及高于标准固化温度5℃、10℃时进行聚合物基复合材料预浸料固化实验,重复步骤(2),分别获得相应的电阻温度系数和固化度,得到聚合物基复合材料的固化度‑电阻温度系数关系曲线;(4)实际工程应用时,通过监测该聚合物基复合材料固化过程的冷却阶段碳纳米纸电阻温度系数,即根据步骤(3)中的固化度‑电阻温度系数关系曲线获得相应 ...
【技术特征摘要】
1.一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)将四根铜导线固定于长方形碳纳米纸表面,形成碳纳米纸传感器,将此碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部,按照聚合物基复合材料预浸料的标准固化工艺制度固化成型得到聚合物基复合材料;(2)固化过程中,采用四探针电阻测量仪测量埋入预浸料内部的碳纳米纸传感器的电阻变化,采用光纤光栅测量预浸料固化过程的温度变化,得到固化过程的碳纳米纸电阻变化-温度-时间关系曲线,对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化-温度曲线进行线性拟合,得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数;同时利用DSC法测量在...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢少微,陈铎,王晓强,马克明,张璐,孟庆实,徐涛,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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