专利名称：一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于复合材料孔隙率评估与无损检测技术，涉及一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块。
技术背景·复合材料中孔隙率超过一定体积含量时，会引起复合材料结构力学性能的下降，特别是随着复合材料在航空航天等产品上批量应用，要求对复合材料承力结构进行孔隙率评估与检测，将复合材料孔隙率控制在设计要求的损伤容限范围内。目前主要采用两种检测方法(1)取样金相分析方法，通过对随炉件或者被检测复合材料零件中加工余量区取样后，进行金相观察分析，从而间接推测复合材料零件中的孔隙率含量；(2)超声比对法，利用与已知孔隙率分布的复合材料试块进行对比，通过分析来自对比试块和被检测零件之间的超声信号对应关系，评定被检测复合材料零件的孔隙率含量的符合性，这就需要先有复合材料孔隙率试块，目前没有公开的市售环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块，国外极少数企业有一些自用的环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率对比试块，但其复合材料孔隙率含量级差分布具有明显的不确定性，复合材料孔隙率试块中的每个试块的孔隙率体积含量分布波动性和离散性大，复合材料孔隙率试块的厚度单一。
发明内容本实用新型的主要目的是提出一种能够用于准确地检测复合材料零件的孔隙率含量的环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块。本实用新型的技术解决方案是，所述的复合材料孔隙率试块由一组含有不同孔隙含量的试块组成，由不同角度纤维的铺层构成，铺层方向按照+45°、-45°、0°和90°方向依次铺层，复合材料孔隙率试块的孔隙含量级差包括0-0. 5%、1-1. 5%、1. 5-2%,复合材料孔隙率试块中的每个试块的孔隙率体积含量分布均匀性小于O. 6%ο所述的复合材料孔隙率试块包括3mm、5mm和9mm三种厚度的试块，每种厚度孔隙率试块对应一个复合材料铺层组合，每种厚度孔隙率试块的孔隙含量级差包括0-0. 5%、
1-1. 5%、1· 5-2%。所述的每个试块以各种角度的铺层组合构成不同厚度的复合材料孔隙率试块。本实用新型具有的优点和有益效果，本实用新型的复合材料孔隙率含量具有不同的体积含量级差分布，可以用于不同厚度复合材料结构件孔隙率的超声检测与评估分析；本实用新型的复合材料孔隙率试块包括多种不同厚度，每种厚度复合材料孔隙率试块又包含有不同的孔隙率分布，每个试块的孔隙率体积含量分布均匀性好，对实际复合材料结构件孔隙率的评估和仪器检测参数调节以及复合材料孔隙率的评估与分析的准确性和代表性更好。本实用新型的复合材料孔隙率试块的工艺结构和孔隙率的物理特征与分布与实际被复合材料结构完全一致，复合材料孔隙率试块中孔隙率的代表性和真实性更好。
图I是本实用新型的复合材料孔隙率试块铺层示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细说明。用于复合材料孔隙率检测的孔隙率试块，它由多个不同铺层方向的碳纤维预浸料铺层组成，如图I所示；复合材料孔隙率试块中的铺层方向包括+45°方向铺层1、_45°方向铺层2、0°方向铺层3、90°方向铺层4及其他们的组合，构成不同厚度的复合材料孔隙率试块，每种厚度对应一个复合材料铺层组合，不同方向铺层中的纤维取向如图I所示；复合材料孔隙率试块的铺层数量η根据复合材料孔隙率试块厚度H设定H = nXh，h为单个预浸料铺层的厚度；预浸料铺层结构采用CyCOm977-2-35-12KHTS-268 ;试块的制作工艺采用CyCOm977-2-35-12KHTS-268预浸料铺层结构成型工艺制作而成；所说的复合材料孔隙率试块由多向铺层构成，铺层方向包括+45°、-45°、0°和90°方向铺层以及他们的组合构成，铺层的数量由复合材料孔隙率试块厚度要求确定；所说的复合材料孔隙率试块中的预浸料铺层结构为CyCOm977-2-35-12KHTS-268单向带；所说的复合材料孔隙率试块中的孔隙率随机分布在试块中相邻铺层连接界面，如图2所示，复合材料孔隙率试块中的孔隙率含量级差为0-0. 5%、1-1. 5%、1. 5-2%,孔隙率的性质与物理特征与实际复合材料中产生的孔隙率一致；每个级差的复合材料孔隙率试块中孔隙率体积含量分布均匀性小于O. 6% ；所说的复合材料孔隙率试块厚度为3mm、5mm和9mm三种厚度；所说的复合材料孔隙率试块大小为100mmX80mm—IOOmmX 150mm之间；所说的复合材料孔隙率试块内部没有分层、夹杂等宏观缺陷；所说的复合材料孔隙率试块外表光滑平整，便于携带。
权利要求1.一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块，其特征是，所述的复合材料孔隙率试块由一组含有不同孔隙含量的试块组成，由不同角度纤维的铺层构成，铺层方向按照+45°、-45°、0°和90°方向依次铺层，复合材料孔隙率试块的孔隙含量级差包括0-0. 5%、1-1. 5%、1. 5-2%,复合材料孔隙率试块中的每个试块的孔隙率体积含量分布均匀性小于O. 6%ο
2.根据权利要求I所述的一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块，其特征是，所述的复合材料孔隙率试块包括3mm、5mm和9mm三种厚度的试块，每种厚度孔隙率试块对应一个复合材料铺层组合，每种厚度孔隙率试块的孔隙含量级差包括0-0. 5%、1-1.5%、I.5-2%。
3.根据权利要求I所述的一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块，其特征是，所述的每个试块以各种角度的铺层组合构成不同厚度的复合材料孔隙率试块。
专利摘要本实用新型属于复合材料孔隙率评估与无损检测技术，涉及一种环氧树脂基碳纤维复合材料孔隙率试块。所述的复合材料孔隙率试块由一组含有不同孔隙含量的试块组成，每个试块由多向铺层构成，铺层方向按照+45°、-45°、0°和90°方向依次铺层，每个试块中的孔隙分布在各铺层界面之间，复合材料孔隙率试块的孔隙含量级差包括0-0.5%、1-1.5%、1.5-2%,复合材料孔隙率试块中的每个试块的孔隙率体积含量分布均匀性小于0.6%。本实用新型工艺结构与三种实际多向铺层复合材料结构一致，复合材料孔隙率含量与复合材料实际可能产生的孔隙率特性一致，为复合材料孔隙率的超声检测提供了一种真实有效地比对基准和评估参考依据。
文档编号G01N15/08GK202735214SQ201220316760
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者张冬梅, 刘奎, 黄姿禹, 杨林, 刘松平, 史俊伟, 荀国立, 曹正华, 傅天航 申请人:上海飞机制造有限公司, 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所