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复合材料制作方法之预浸材叠层

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-08-12【


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  尖端复合材料(Material)在航天上的应用,以使用预浸材叠层的制作方法为主。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。此一方法是将预浸材仔细叠层后,加压及加温将材料固化,以形成复合材料。其成型的主要步骤(procedure)详述如后。
 
 
  预浸材叠层的方法所使用的材料为各种预浸材,预浸材为长纤维及树脂(Resin)的混合物,通常是将树脂均匀(jūn yún)的涂包在长纤维上,而长纤维可是单向的,或是双向编织(to braid)的。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。在室温下,此一材料通常具有一些黏性,并且树脂容易产生化学反应(Chemical reaction),因此,都储存在低温的环境中,直到叠层完毕后,再加温使树脂反应固化。预浸材常见的商业产品(Product),有单向或双向编织的玻璃材质或碳(C)纤维,而含浸的树脂则以环氧(Oxygen)树脂(Epoxy resin)为主。
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  于复合材料(Material)的成型上,是将预浸材依设计上纤维的方向,加以裁减,然后一层一层贴在模具(称号:工业之母)上,并加上包装后,即可进行固化。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。预浸材中树脂(Resin)的包含比重通常过高,而且于叠层中容易将空气夹于层更层之间,因此,在固化的同时,需加压以将多余的树脂挤出,并同时将空气带出。而固化时的包装,即是为了此一目的。
 
  预浸材叠层包装中,各种材料(Material)有不同的用途。分述如下:
 
  1. peel ply: 置于预浸材叠层之上下,用以保护成型后的合材料(Material)表面, 免于遭受感染,通常于黏接组合安装或喷漆前脱离。如无黏接组装的必要,亦可省去。peel ply可採用耐龙或玻璃材质的编织(to braid)纤维布。 内容来自123456
 
  2. separator: 为多孔性的材料(Material)品质,置于peel ply之上,可允许多余树脂通过(tōng guò),并防止成型后的复合材料与其他物质相黏,而易于取出。
 
  3. bleeder: 玻璃材质编织(to braid)纤维布所构成,置于separator之上,可吸收多余的树脂(Resin)。使用层数的多寡,视预浸材叠层的厚度,及多余树脂的量 来决定。
 
  4. barrier: 置于bleeder与breather之间,防止树脂流入breather之中。
 
  5. breather and vacuum bag: vacuum bag封装整个组合安装,以便抽取真空。而breather置于vacuum bag之下,形成真空抽取的通道。
 
  6. dam: 侧边防漏的金属块。
 
  预浸材经叠层于模具(称号:工业之母)上并包装后,即可进行加压加温固化。
 
  对于简单的平板结构,可直接置于热压机上来成型。
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