一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺制造技术

本发明专利技术一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，包括：对被测结构的测试区域进行表面处理；在被测结构上的测试区域进行涂覆处理，形成绝缘层；对绝缘层进行固化处理；利用涂胶处理，将电阻应变计栅丝部分固定在被测结构上；再次利用涂胶处理，使电阻应变计栅丝全部固定在被测结构上；第三次利用涂胶处理，对电阻应变计栅丝进行加固处理。采用本发明专利技术方法安装的电阻应变计能够在800℃高温环境下实现有效的应变传递，适用于热结构形式为陶瓷基的新型复合材料的高温电阻应变测量。型复合材料的高温电阻应变测量。型复合材料的高温电阻应变测量。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺


[0001]本专利技术属于电阻应变计安装
，特别是一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺。

技术介绍

[0002]飞行器高超声速飞行时，承受严酷的力热复合环境，为了适应严酷的服役环境，高超声速飞行器结构很多采用新型防热承载一体化的热结构(所谓热结构是指飞行器在服役过程中能够承受高温气流冲刷的结构)，其材料形式通常为复合材料。热结构的研制依赖于大量的地面试验，在地面试验中获取热力环境参数及结构响应参数，是试验的重要目的之一，其中800℃环境下结构的高温应变获取是其中的关键参数。高温应变的测试是为了探明热结构的应力状态，验证结构热强度和计算分析模型，为热结构的评定和优化设计提供参数。
[0003]高温电阻应变测试技术，是通过一定的安装工艺将电阻应变计与结构相结合，在高温下获得结构真实应变的技术。其中，高温电阻应变计的安装工艺尤为重要，它决定了高温下能否真实传递热结构的应变。传统金属结构可以使用焊接方式安装应变计，非金属材料则采用粘贴方式。针对热结构形式为陶瓷基的新型复合材料，其表面平整度差、粗糙度高，有一定孔隙，高温下表面易氧化，材料本身具有一定的导电性。现有应变计粘贴工艺采用一次性涂胶，胶层烘烤工艺中温升速率为3
‑
4℃/min，这些导致高温(800℃)下胶层易开裂。又因热结构材料线膨胀系数小(约3
‑
4ppm/℃)，与高温电阻应变计栅丝相差一个数量级，现有粘贴工艺易导致高温(800℃)下二者热膨胀不匹配造成应变测试失败。另外，现有电阻应变计、粘接剂的耐温特性均与陶瓷基复合材料不匹配，导致现有应变计粘贴工艺只适用于500℃范围内普通非金属材料应变计的安装，而针对热结构形式为陶瓷基的新型复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺(能够在800℃环境下获取应变参数)需另辟蹊径。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对热结构形式为陶瓷基的新型复合材料的被测结构，提供了一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，将电阻应变计与被测结构结合，形成高温下(800℃)良好测试应变的局部微结构，由被测结构的测试区域、绝缘层、电阻应变计栅丝、表面覆盖层及引线端组成。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，包括步骤如下：
[0007]1)对被测结构的测试区域进行表面处理；
[0008]2)在被测结构上的测试区域进行涂覆处理，形成绝缘层；
[0009]3)对绝缘层进行固化处理；
[0010]4)利用涂胶处理，将电阻应变计栅丝部分粘接固定在绝缘层上；
[0011]5)再次利用涂胶处理，使电阻应变计栅丝全部粘接固定在绝缘层上；
[0012]6)第三次利用涂胶处理，对电阻应变计栅丝进行加固处理。
[0013]优选地：步骤1)中所述表面处理的方法具体为：打磨处理和清洁处理。
[0014]优选地：所述打磨处理的打磨面积为电阻应变计栅丝覆盖区域的15
‑
20倍。
[0015]优选地：所述步骤2)所述涂覆处理中采用陶瓷基应变粘接剂进行涂覆处理。
[0016]优选地：所述绝缘层的涂覆面积为电阻应变计栅丝覆盖区域的8～12倍。
[0017]优选地：所述绝缘层的涂覆厚度取值范围为0.08～0.15mm。
[0018]优选地：步骤4)将电阻应变计栅丝部分粘接固定在绝缘层上的方法，具体为：
[0019]41)在掩膜上加工若干镂空栅格，使用掩膜将电阻应变计栅丝压盖在绝缘层上，所述镂空栅格用于使部分电阻应变计栅丝露出；
[0020]42)采用陶瓷基应变粘接剂对露出部分的电阻应变计栅丝进行涂覆处理，获得第一胶层；
[0021]43)对第一胶层进行固化处理；
[0022]44)对掩膜进行加热处理，待掩膜软化后，将掩膜从电阻应变计栅丝上剥离。
[0023]优选地：步骤41)中露出的电阻应变计栅丝的长度为电阻应变计栅丝总长度的一半。
[0024]优选地：所述步骤5)使电阻应变计栅丝全部粘接固定在绝缘层上的方法，具体为：
[0025]51)在掩膜上加工若干镂空栅格，使用掩膜将电阻应变计栅丝压盖在绝缘层上，所述镂空栅格用于使未固定在绝缘层上的电阻应变计栅丝露出；
[0026]52)采用陶瓷基应变粘接剂对露出部分的电阻应变计栅丝进行涂覆处理，获得第二胶层；
[0027]53)对第二胶层进行固化处理；
[0028]54)对掩膜进行加热处理，待掩膜软化后，将掩膜从电阻应变计栅丝上剥离。
[0029]优选地：所述第一胶层的厚度等于第二胶层的厚度。
[0030]优选地：步骤42)和步骤52)所述涂覆处理使陶瓷基应变粘接剂充满所有镂空栅格。
[0031]优选地：步骤6)所述进行加固处理的方法，具体为：
[0032]61)采用陶瓷基应变粘接剂对电阻应变计栅丝进行整体涂覆处理，获得第三层胶层；第一层胶层、第二层胶层和第三层胶层共同构成表面覆盖层；
[0033]62)对表面覆盖层进行固化处理。
[0034]优选地：所述表面覆盖层的厚度取值范围为0.1
‑
0.2mm。
[0035]优选地：所述第三层胶层覆盖第一层胶层和第二层胶层的全部区域。
[0036]优选地：对表面覆盖层进行固化处理的方法，具体为：
[0037]由室温升温至第一保温温度，保持一定时间后再由第一保温温度升温至第二保温温度，保持一定时间后再由第二保温温度升温至第三保温温度，保持一定时间后随炉冷却。
[0038]优选地：所述第一保温温度的取值范围为90℃～110℃，第二保温温度的取值范围为175℃到185℃，第三保温温度的取值范围为320℃到340℃；所述第一保温温度、第二保温温度和第三保温温度对应保持的一定时间的取值范围均为60～80分钟；升温的速率不大于2℃/min。
[0039]优选地：步骤6)后还包括，对与电阻应变计栅丝所连接的引线端进行焊接引出处
理，使电阻应变计栅丝连接信号采集设备。
[0040]优选地：
[0041]所述步骤3)固化处理、对第一胶层进行固化处理，以及对第二胶层进行固化处理的方法，具体为：将被测结构放入高温烘箱，由室温升温至第一保温温度，保持一定时间后再由第一保温温度升温至第二保温温度，保持一定时间后随炉冷却。
[0042]优选地：所述第一保温温度的取值范围为90℃～110℃，第二保温温度的取值范围为175℃到185℃；第一保温温度和第二保温温度对应保持的一定时间的取值范围均为60～80分钟；升温的速率不大于2℃/min。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的优点主要体现在以下几个方面：
[0044]1)本专利技术采用耐高温(1200℃)陶瓷基应变粘接剂、高温电阻应变计(耐温800℃)以及新的粘贴工艺，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于，包括：对被测结构(1)的测试区域进行表面处理；在被测结构(1)上的测试区域进行涂覆处理，形成绝缘层(2)；对绝缘层(2)进行固化处理；利用涂胶处理，将电阻应变计栅丝(3)部分粘接固定在绝缘层(2)上；再次利用涂胶处理，使电阻应变计栅丝(3)全部粘接固定在绝缘层(2)上；第三次利用涂胶处理，对电阻应变计栅丝(3)进行加固处理。2.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述表面处理的方法具体为：打磨处理和清洁处理。3.根据权利要求2所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述打磨处理的打磨面积为电阻应变计栅丝(3)覆盖区域的15
‑
20倍。4.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述涂覆处理中采用陶瓷基应变粘接剂进行涂覆处理。5.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述绝缘层(2)的涂覆面积为电阻应变计栅丝(3)覆盖区域的8～12倍。6.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述绝缘层(2)的涂覆厚度取值范围为0.08～0.15mm。7.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述将电阻应变计栅丝(3)部分粘接固定在绝缘层(2)上的方法，具体为：在掩膜(6)上加工若干镂空栅格，使用掩膜(6)将电阻应变计栅丝(3)压盖在绝缘层(2)上，所述镂空栅格用于使部分电阻应变计栅丝(3)露出；采用陶瓷基应变粘接剂对露出部分的电阻应变计栅丝(3)进行涂覆处理，获得第一胶层；对第一胶层进行固化处理；对掩膜(6)进行加热处理，待掩膜(6)软化后，将掩膜(6)从电阻应变计栅丝(3)上剥离。8.根据权利要求7所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：露出的电阻应变计栅丝(3)的长度为电阻应变计栅丝(3)总长度的一半。9.根据权利要求1所述的一种复合材料表面安装电阻应变计的粘贴工艺，其特征在于：所述使电阻应变计栅丝(3)全部粘接固定在绝缘层(2)上的方法，具体为：在掩膜(6)上加工若干镂空栅格，使用掩膜(6)将电阻应变计栅丝(3)压盖在绝缘层(2)上，所述镂空栅格用于使未固定在绝缘层(2)上的电阻应变计栅丝(3)露出；采用陶瓷基应变粘接剂对露出部分的电阻应变计栅丝(3)进行涂覆处理，获得第二胶层；对第二胶层进行固化处理；对掩膜(6)进行加热处理，待掩膜(6)软化后，将掩膜(6)从电阻应变计栅丝(3)上剥离。10.根据权利要求9所述的一种复合材料表面安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成亮，曹志伟，张爱茵，王智勇，王晓晖，尹晓峰，裴飞，田玉坤，王伟，赵洁，郑毅，乔通，
申请(专利权)人：北京强度环境研究所，
类型：发明
国别省市：