一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制备方法，所述的孔隙率检测标块是将不同内外径、不同壁厚、不同材料的中空微球预埋进复合材料中，以中空微球的中空作为复合材料的孔隙，模拟复合材料孔隙缺陷，这样就达到已知复合材料孔隙的目的，按照不同的基体，不同的增强材料，选择不同的铺层方式，通过真空辅助成型制备复合材料孔隙率标块，以满足实际检测中多样化的需求；用超声技术对复合材料标块进行扫描，验证试块孔隙率分布的均匀性、孔隙率的相对大小，再与真实孔隙缺陷的超声衰减信号进行对比分析，结合已知复合材料的孔隙，为复合材料孔隙率超声检测提供一种真实有效的比对与评价基准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属复合材料检测用标块
，涉及一种真空辅助成型中空微球复合材 料孔隙率检测标块及其制备方法，特别是涉及一种将中空微球分散在复合材料基体中的复 合材料孔隙率检测标块及其制备方法。
技术介绍
孔隙是复合材料最常见的微小缺陷。孔隙的出现会降低材料性能，如层间剪切强 度、纵向和横向的弯曲强度和拉伸强度、抗疲劳性，以及高温下的抗氧化性能等。即使孔隙 含量很小，也会对材料的寿命造成很大的影响，因此对于复合材料的性能保证来说，孔隙率 的检测非常重要。孔隙在材料中的分布、形状和大小很复杂，这就使得孔隙率的检测十分困 难。总的来说复合材料孔隙率的检测方法分为两类：破坏性检测法和无损检测法。破坏性 检测方法由于在检测后试件均已遭到破坏，无法再使用，因此此方法不经济，多数时候也是 不可能的。无损检测能在不损坏工件的条件下对复合材料制件进行检测，因此越来越受到 人们的重视和广泛使用，其中超声检测法具有穿透能力强、方向性好、灵敏度高、对人体无 害等优点，成为目前用于复合材料最通用的无损检测技术；但是孔隙率标准试块的制备是 孔隙率超声检测难以突破的技术，传统的工艺控制法制造的试块，孔隙率大小分布不够均 匀，从而导致在工程应用阶段出现许多问题。因此，如何制造出大尺寸、均匀性较好、不同孔 隙率梯度的孔隙率标准试块是解决复合材料孔隙率超声检测的核心问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块及其 制备方法，特别是提供一种将中空微球分散在复合材料中的孔隙率检测标块及其制备方 法。本专利技术将标准的中空微球埋置于复合材料增强体中制成复合材料孔隙率检测标块，经 理论计算就能得知该复合材料孔隙率检测标块的孔隙率，然后用超声检测获得对应的波形 图；通过中空微球的系列布置，就能取得系列的标准孔隙率的复合材料超声检测波形图； 在对实际生产的复合材料进行孔隙率检测时，只需将检测结果与标准图谱对照，很方便地 就能获知该复合材料的孔隙率值。 本专利技术的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，所述检测标块为 真空辅助成型的复合材料，在复合材料中分散有中空微球。 作为优选的技术方案： 如上所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，所述复合材料 为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合 材料；所述的树脂为酚醛树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。 如上所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，所述检测标块 为不同厚度和大小的平板或圆筒形，厚度或高度为〇. 5mm~10mm。 如上所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，所述中空微球 的内径< 120 μ m，外径< 150 μ m，壁厚5~40 μ m，所述中空微球的体积为【主权项】1. 一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特征是；所述检测标块为 真空辅助成型的复合材料，在复合材料中分散有中空微球。2. 根据权利要求1所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特 征在于，所述复合材料为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳绝 纤维增强树脂基复合材料；所述的树脂为酪醒树脂、己締基树脂、丙締酸树脂或环氧树脂。3. 根据权利要求1所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特 征在于，所述检测标块为不同厚度和大小的平板或圆筒形，厚度或高度为0. 5mm~10mm。4. 根据权利要求1所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特 征在于，所述中空微球的内径《120ym，外径《150ym，壁厚5~40ym，所述中空微球的体 积为其中R为中空微球外径，r为中空微球内径；所述中空微球的加入量m为 戶x!；r(/?-r)3,其中P为中空微球材质的密度；所述中空微球的材质为玻璃中空微球、四 氣己締中空微球、聚丙締酷胺中空微球、聚丙締酸甲醋中空微球。5. 根据权利要求1所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特 征在于，所述分散是指中空微球在复合材料中均匀分散或局部均匀分散。6. 如权利要求1~5中任一项所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测 标块的制备方法，其特征是包括W下步骤： (1) 在复合材料铺层时，放入中空微球； (2) 复合材料成型，成型的方式为真空辅助成型。7. 根据权利要求6所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制 备方法，其特征在于，所述复合材料铺层的铺层角度为0°、+45。、一45。、90°或一90。。8. 根据权利要求6所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制 备方法，其特征在于，所述真空辅助成型，在模具上喷涂脱模剂，然后在模具上铺放复合材 料的纤维织物，并在复合材料的纤维织物之间均匀撒上中空微球，然后将脱模布置于复合 材料的纤维织物上，铺设导流网，最后用真空袋密封；在树脂低粘度100~300mPa?S温度 下，对树脂加热进行真空脱泡，至树脂表面没有气泡产生，然后进行真空灌注，待有树脂流 出时，关闭树脂注入管与真空管，进行升温固化。9. 根据权利要求8所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制 备方法，其特征在于，在模具上喷涂脱模剂具体为；在模具上每隔5分钟喷涂一次脱模剂， 共喷涂3次。10. 根据权利要求6所述的一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制 备方法，其特征在于，利用超声检测仪判断对比试块孔隙均匀性，筛选出孔隙均匀的试块； 从试块上切割一部分，先对试样用60#砂纸粗磨，所磨的面为与纤维垂直的截面，磨平后， 再用1500#砂纸细磨，待无明显划痕时，对试样用绒布和粒度为1. 5ym的抛光膏进行抛光 至无任何明显划痕为止，再进行金相显微镜观察，将中空微球分布均匀的标块作为合格的 检测柄块。【专利摘要】本专利技术涉及一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块的制备方法，所述的孔隙率检测标块是将不同内外径、不同壁厚、不同材料的中空微球预埋进复合材料中，以中空微球的中空作为复合材料的孔隙，模拟复合材料孔隙缺陷，这样就达到已知复合材料孔隙的目的，按照不同的基体，不同的增强材料，选择不同的铺层方式，通过真空辅助成型制备复合材料孔隙率标块，以满足实际检测中多样化的需求；用超声技术对复合材料标块进行扫描，验证试块孔隙率分布的均匀性、孔隙率的相对大小，再与真实孔隙缺陷的超声衰减信号进行对比分析，结合已知复合材料的孔隙，为复合材料孔隙率超声检测提供一种真实有效的比对与评价基准。【IPC分类】G01N15-08, B29C70-06, G01N29-30【公开号】CN104792678【申请号】CN201510163049【专利技术人】余木火, 周金利, 朱姝, 孙泽玉, 丁小马, 李丙鹏, 倪加其, 徐英凯, 贾文品, 程超, 陶磊, 张照 【申请人】东华大学【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年4月8日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空辅助成型中空微球复合材料孔隙率检测标块，其特征是：所述检测标块为真空辅助成型的复合材料，在复合材料中分散有中空微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余木火，周金利，朱姝，孙泽玉，丁小马，李丙鹏，倪加其，徐英凯，贾文品，程超，陶磊，张照，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31