利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法
【专利说明】
[0001]技术领域:本发明涉及一种利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，属于复合材料制造领域。
[0002]【背景技术】:复合材料性能受固化过程工艺参数的影响显著，由于在固化过程中，随树脂交联反应进行，树脂黏度会随着温度和时间而不断发生变化，为了保证复合材料产品质量，合理控制树脂含量并减少缺陷发生，需要严格控制施加压力的温度与时机。因此，对复合材料固化过程的进行有效监控，并对固化工艺制度进行有效调控，对复合材料制品的质量控制具有重大的意义。目前普遍应用的复合材料固化实时监测方法有光纤光栅传感器、动态介电性能测试法等，但上述测试方法的检测仪器普遍比较昂贵，限制了生产企业的大规模应用。因此，开发一种成本低且精确可靠的复合材料固化监测方法十分必要。
[0003]
【发明内容】
:针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，具体步骤是:
[0005](I)取玻璃纤维放入容器内，倒入碳纳米管的单分散水溶液浸没玻璃纤维，水溶液干燥后，碳纳米管包覆在玻璃纤维表面，在玻璃纤维两端连接2根导线，形成碳纳米管涂层玻璃纤维传感器。
[0006](2)将碳纳米管涂层玻璃纤维传感器埋入复合材料内部，按复合材料固化工艺制度进行固化成型，利用万用表测量复合材料固化过程中碳纳米管涂层玻璃纤维传感器电阻变化，作出复合材料固化过程的碳纳米管涂层玻璃纤维传感器的电阻-温度-时间关系曲线，从曲线突变点获得关于凝胶点温度/时间、复合材料固化过程信息，用于指导对复合材料固化工艺参数的调控。
[0007]优选的，所述的导线为0.2mm直径的铜导线。
[0008]优选的，所述的玻璃纤维通过导电银浆或导电胶与导线连接。
[0009]碳纳米管涂层玻璃纤维是将玻璃纤维浸入碳纳米管单分散水溶液内，干燥后形成碳纳米管涂层玻璃纤维，可以然后与复合材料一体成型。玻璃纤维表面的碳纳米管三维网络结构具有导电性，同时其电阻对复合材料固化过程中树脂基体的黏度变化有非常灵敏的响应特性，基于此可对复合材料固化过程进行监测。
[0010]本发明专利的有益效果及特点:
[0011]碳纳米管涂层玻璃纤维传感器与复合材料具有很好的界面结合性能，可与复合材料一体成型，不会影响复合材料结构的力学性能。同时传感器制作工艺简单，成本低。
【附图说明】
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[0012]图1是碳纳米管涂层玻璃纤维传感器的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0013]本发明采用的碳纳米管的单分散水溶液可用专利申请CN2012104391772(基于碳纳米管三维网络薄膜的温度传感器制备方法)的工艺方法来制备。
[0014] 如图1所示，碳纳米管包覆在玻璃纤维表面I的表面，在玻璃纤维I的表面形成了碳纳米管涂层2，万用表4通过铜导线3和导电银浆5连接在玻璃纤维I的两端，形成碳纳米管涂层玻璃纤维传感器。将此传感器埋入16层玻璃纤维/环氧预浸料中间层，利用真空袋成型工艺固化成型。利用万用表测量复合材料固化过程中碳纳米管涂层玻璃纤维传感器电阻变化，利用热电偶同步测量固化炉温度变化，作出复合材料固化过程的碳纳米管涂层玻璃纤维传感器电阻-温度-时间关系曲线，从电阻曲线突变点获得凝胶点温度/时间信息。
【主权项】
1.利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，具体步骤是: (1)取玻璃纤维放入容器内，倒入碳纳米管的单分散水溶液浸没玻璃纤维，水溶液干燥后，碳纳米管包覆在玻璃纤维表面，在玻璃纤维两端连接2根导线，形成碳纳米管涂层玻璃纤维传感器； (2)将碳纳米管涂层玻璃纤维传感器埋入复合材料内部，按复合材料固化工艺制度进行固化成型，利用万用表测量复合材料固化过程中碳纳米管涂层玻璃纤维传感器电阻变化，作出复合材料固化过程的碳纳米管涂层玻璃纤维传感器的电阻-温度-时间关系曲线，从曲线突变点获得关于凝胶点温度/时间、复合材料固化过程信息，用于指导对复合材料固化工艺参数的调控。2.如权利要求1所述的利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，其特征在于:优选的，所述的导线为0.2_直径的铜导线。3.如权利要求1所述的利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，其特征在于:所述的玻璃纤维通过导电银浆或导电胶与导线连接。
【专利摘要】利用碳纳米管涂层玻璃纤维监测复合材料固化过程的方法，具体步骤是：将玻璃纤维浸入碳纳米管单分散水溶液内，干燥后形成碳纳米管涂层玻璃纤维，可以然后与复合材料一体成型。玻璃纤维表面的碳纳米管三维网络结构具有导电性，同时其电阻对复合材料固化过程中树脂基体的黏度变化有非常灵敏的响应特性，基于此可对复合材料固化过程进行监测。
【IPC分类】G01N27/04
【公开号】CN104931542
【申请号】CN201510340726
【发明人】卢少微, 马克明, 王晓强, 吴振, 张海军, 贾彩霞, 李伟
【申请人】沈阳航空航天大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月18日