基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法及装置，属于复合材料液体成型工艺领域。方法包括：准备测试模具、碳纳米管薄膜窄带以及数据收集装置；将纤维织物以及碳纳米管薄膜窄带按照预设顺序铺放；通过测试模具对纤维织物加压，获得一定的体积分数；向测试模具中注射测试液流体，通过数据收集装置记录碳纳米管薄膜窄带的电阻随时间的变化并计算不同碳纳米管薄膜窄带相对于腔体下表面的距离，进而绘制厚度方向的L2‑

【技术实现步骤摘要】
基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法及装置


[0001]本专利技术涉及复合材料液体成型工艺
，特别是涉及一种基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法及装置。

技术介绍

[0002]复合材料液体成型工艺是指将低粘度的树脂在压力作用下注入铺有纤维织物的闭合模腔中，低粘度树脂在流动充模的同时完成对纤维的浸润并经固化成型的一种复合材料成型工艺技术。采用液体成型工艺制备复合材料制件时，其制件的质量受多重因素影响，如模具设计、原材料的性能以及工艺参数设置等。以上因素如果设计不合理，通常会导致最终制品中存在不同类型的缺陷，如孔隙、干斑、分层以及富树脂或贫树脂等质量问题。渗透率是纤维增强材料的一种属性，是树脂流体在多孔介质中流动能力的指标，是制件成型过程中控制渗流方式和进行充模模拟的关键参数，属于液体成型工艺基础性课题研究。作为液体成型工艺的重要工艺参数，渗透率直接影响充模时间，从而影响模具的设计以及注/出胶口的位置和数量，是数值模拟所需的关键参数；决定流动特性以及控制树脂对纤维束的浸渍方式，是获得高质量产品的关键。所以准确描述树脂在增强材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法，其特征在于，包括：准备渗透率测试系统；所述渗透率测试系统包括测试模具、碳纳米管薄膜窄带以及数据收集装置；将待测试的纤维织物以及所述碳纳米管薄膜窄带按照预设顺序铺放在所述测试模具中的预设位置，并装配好所述测试模具；通过所述测试模具对所述纤维织物加压，使所述纤维织物达到预设厚度从而获得相应的体积分数；将所述测试模具中的碳纳米管薄膜窄带连接到所述数据收集装置；向所述测试模具中注射测试液流体，通过所述数据收集装置记录碳纳米管薄膜窄带的电阻随时间的变化并计算不同碳纳米管薄膜窄带相对于腔体下表面的距离；根据所述碳纳米管薄膜窄带的电阻随时间的变化以及不同碳纳米管薄膜窄带相对于腔体下表面的距离绘制厚度方向的流动前锋位置平方
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时间曲线；将所述厚度方向的流动前锋位置平方
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时间曲线的斜率代入达西定律，计算出所述纤维织物在相应体积分数下的厚度方向非饱和渗透率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准备渗透率测试系统，具体包括：准备测试模具；所述测试模具包括上盖板、带凸台的腔体、内分流板、下分流板以及下盖板；所述腔体内壁四周预设高度处设置有多个凸台，所述凸台中心设置有螺纹通孔，用于放置锁紧钉；所述腔体四周设置有螺纹孔；所述上盖板大小与所述腔体的外围尺寸相匹配，中心设有进/出气口，四周设置有通孔，所述通孔位置与所述螺纹孔位置一一对应；所述下盖板结构与所述上盖板结构相同；所述下分流板大小与所述腔体的外围尺寸相匹配；所述下分流板下表面设有凹槽，凹槽内中心区域设置多个导流孔；所述下分流板上表面在导流孔四周设置有密封槽；所述下分流板四周设置有通孔；所述内分流板大小与所述腔体的内腔尺寸相匹配，其上设置有多个导流孔。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述准备渗透率测试系统，还包括：用激光打标机裁剪出预设规格的碳纳米管薄膜试样；对所述碳纳米管薄膜试样进行双向拉伸，拉伸比控制在3
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5％；采用激光切割制备将拉伸后的碳纳米管薄膜裁剪成多个碳纳米管薄膜试样条并压实成型，得到制备好的碳纳米管薄膜窄带；所述碳纳米管薄膜窄带的厚度小于15微米、宽度小于3毫米，电导率大于250S/cm，吸收液体后所述碳纳米管薄膜窄带中碳管质量分数不大于30％。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将待测试的纤维织物以及所述碳纳米管薄膜窄带按照预设顺序铺放在所述测试模具中的预设位置，并装配好所述测试模具，具体包括：将待测试的纤维预成型体裁剪为与所述腔体的内腔尺寸大小一致的多块纤维织物；将所述腔体倒置，放入所述内分流板，所述内分流板与所述腔体内壁上的多个凸台相接触；将裁剪的纤维织物逐层铺放在腔体内的内分流板上，在铺设任意层纤维织物后将预设数量的碳纳米管薄膜窄带铺设在最上层纤维织物上的预设位置处，继续铺设任意层纤维织物后再次将预设数量的碳纳米管薄膜窄带铺设在最上层纤维织物上的预设位置处，以此类
推，直至铺设最少5个碳纳米管薄膜窄带，在最后一个所述碳纳米管薄膜窄带上再铺设任意层纤维织物，从而构成纤维织物铺层；最少5个碳纳米管薄膜窄带在厚度方向上互相错开放置；在倒置腔体上方铺放所述下分流板以及下盖板，下方安放所述上盖板，采用螺栓依次通过上盖板四周的通孔、腔体四周的螺纹孔、下分流板四周的通孔以及下盖板四周的通孔将其锁紧密闭，装配好所述测试模具。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最少5个碳纳米管薄膜窄带在厚度方向上的排列方式包括：十字交叉排列、口字形排列、字形排列以及平行排列；平行排列时，临近的两个碳纳米管薄膜窄带面内间距1cm以上。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述测试模具对所述纤维织物加压，使所述纤维织物达到预设厚度从而获得相应的体积分数，具体包括：通过调节所述测试模具中凸台上的锁紧钉，使锁紧钉向下移动，施加的力作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张家兴，王绍凯，顾轶卓，段跃新，李敏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：