RTM制品缺陷分析与表征

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树脂传递模塑成型工艺(简称RTM)以投资少、生产效率高、产品性能可靠、环境污染小等优点,逐渐成为先进复合材料低成本制造的重要发展方向。然而,其大规模应用存在许多障碍,主要障碍之一是RTM工艺生产过程中可能产生多种缺陷,导致该工艺难以生产出表面质量好、强度高的复合材料结构件,从而制约了复合材料应用范围的拓展,针对此问题,本文就RTM工艺制品的缺陷进行了形成原因分析、缺陷检测、表征以及缺陷评价技术的研究。本文首先对RTM工艺的发展现状做了简要的概述,并对RTM制品中出现的宏观缺陷进行定义和分类,分析了其产生原因和主要缺陷对性能的影响,重点分析了对制品质量影响严重的气泡和干斑缺陷的产生原因和消除措施。对于缺陷的表征,本文以孔隙率作为缺陷的综合衡量指标,分别在不同压力、不同纤维体积分数,局部压实、中间加厚、去除纤维表面上胶剂的情况下,通过实验统计孔隙率的变化规律,结果发现,不论在何种工艺条件下,注胶口附近的孔隙率都明显低于出胶口;注射压力加大时,充模时间缩短,注胶口附近孔隙率降低,但出胶口附近孔隙率增大;随着纤维层数的增加,孔隙率增大,中间加厚时,与加厚前相比较孔隙率有较大程度的增加;局部压实时,压实部位孔隙率增大。通过测量纤维去除表面上胶剂前后的渗透率、孔隙率、用DMA和SEM对玻璃纤维复合材料界面性能进行研究,结果发现:表面处理使纤维的可燃物含量降低,浸润性能改善,渗透率提高,但复合材料拉伸强度降低。结合无损检测技术和显微镜的观测,能直观的看到不同工艺参数下试样缺陷分布情况,跟统计的孔隙率分布基本吻合。
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