字型结构，且其宽度与电加热器的宽度相等。本技术方案中，电加热器为双“L”型结构，置于玻璃钢水槽内的电加热器支架上，其中电加热器完全浸入标准人工海水中并与金属导线相联。电加热器支架为双“人”字型结构，玻璃钢件置于玻璃钢水槽底部中央，其表面均涂覆一层不溶于水的树脂，宽度与电加热器尺寸相适应，高度为5cm以上。
[0033]优选的，水槽和水槽密封盖均设置有保温层3，保温层为聚乙烯泡沫。本技术方案中，为了使玻璃钢水槽内的标准人工海水恒温且热量均匀分布，从而使浸泡其中的碳纤维增强环氧树脂基复合材料均匀受热，以进一步提升试验精度，该装置还包括包覆于玻璃钢水槽及玻璃钢密封盖外侧的聚乙烯泡沫保温层。保温层为4cm厚度聚乙烯泡沫，其尺寸与平底水槽和密封盖板的尺寸相适应。
[0034]为了保证试验精度，整个试验装置置于恒温(25°C )的实验室环境中，以减少环境因素对试件的影响。使用本发明提供的上述装置进行碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验时，试验方法包括以下步骤:
[0035]步骤1:制备长方体标准试件，其中长方体中的最小数值为试件的厚度，即碳纤维增强树脂基复合材料的叠层厚度，试件以碳纤维增强树脂基预浸料为原料，按照复合材料叠层板的标准制备方法制备，并采用金刚石锯片以标准试件尺寸裁出。采用不溶于水的密封胶对试件进行密封处理，除试件表面积最大的一侧外其余各面均包裹一层均匀的密封胶；将试件置于热烘箱内以高于其树脂基体玻璃化转变温度10%的温度进行烘干操作2小时以上；
[0036]步骤2:将按照标准配比的人工海水注入置于室温环境中的平底玻璃钢水槽内，深度为30cm，然后将已编号的试件整齐规整地排列于玻璃钢水槽底部内，并使无密封胶的一侧朝上；
[0037]步骤3:放置电加热器支架于玻璃钢水槽底部中央，并避免试件与其接触；其后将电加热器放置于该支架上，并调整位置使电加热器处于水槽中央位置；然后置入温度传感器，并补充标准人工海水使电加热器与温度传感器均浸没于标准人工海水中；最后盖上水槽密封盖，并记录实验时间。
[0038]步骤4:通过调整电加热控制器的设定温度值，可实现碳纤增强环氧树脂基复合材料试件在不同温度标准人工海水中的浸泡，其中电加热控制器根据置于水槽中温度传感器所采集的信息实时调整电加热器的功率，并与聚乙烯泡沫保温层协同工作以维持标准人工海水的热量，实现碳纤维增强环氧树脂基复合材料试件在不同温度标准人工海水中的浸泡，并记录设定温度。
[0039]步骤5:当玻璃钢水槽内的试件达到所需标准人工海水的浸泡周期后，关闭电加热器，并打开水槽密封盖使水槽内标准人工海水自然降温。当温度降至30°C后，即可取出所要测量、测试的试件，然后将玻璃钢水槽重新密封并开启电加热器以继续浸泡试验。
[0040]步骤6:采用吸水棉布将取出的试件进行表面干燥处理，测量并记录相应的重量，最后放入60°C烘箱中烘烤12小时以上，以备后续的力学性能测试。
[0041]步骤7:玻璃钢水槽内标准人工海水的检测周期为30天，即当玻璃钢水槽内的试件浸泡周期达到30天后，需开启水槽密封盖取出一定量的标准人工海水试样，经检测后确定需要补充蒸馏水的量及组分，补充完毕后重新将玻璃钢水槽密封。
[0042]步骤8:测量记录不同温度标准人工海水不同浸泡周期后试件的相关力学参数后，根据图6的等效浸泡时间计算方法，可获得用于计算相应试件在常温标准人工海水等效浸泡时间的相关参数。
[0043]利用上述装置和上述试验方法可准确获得碳纤维增强环氧树脂基复合材料试件在不同温度标准人工海水的浸泡周期，并结合现有的数据分析方法，获得高温海水浸泡条件下试件的等效室温浸泡时间，提高试验效率。
[0044]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置，其特征在于:包括水槽(I)和设置于水槽内的电加热器(5)，水槽上设置有水槽密封盖(2)，水槽内底部设置有支撑电加热器的支架出)，水槽内顶部设有温度传感器(4)，温度传感器顶部通过导线(8)与设置在水槽外的电加热控制器(7)连接，电加热控制器与电加热器连接。
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置，其特征在于:水槽和水槽密封盖均为方形，且水槽和水槽密封盖的内侧壁均涂覆有不溶于水的保护薄膜。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置，其特征在于:电加热器为双L型结构。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置，其特征在于:支架为双“人”字型结构，且其宽度与电加热器的宽度相等。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置，其特征在于:水槽和水槽密封盖均设置有保温层(3)，保温层为聚乙烯泡沫。
6.一种碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 601:制作试件； 602:浸泡:在室温环境25°C时，将按照DB44 / T475-2008标准配比的人工海水注入水槽内，然后将试件整齐规整地排列于水槽底部，无密封胶的一侧朝上，最后盖上密封盖，并记录浸泡时间； 603:将电加热器置于标准人工海水中，通过调整其功率，可实现试件在不同温度下不同的海水浸泡时间，同时电加热控制器将根据置于水槽中的温度传感器采集的信息实时调整电加热器的功率。
7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于:步骤601中，所述制作试件包括以下步骤: 701:试件以碳纤维增强环氧树脂基预浸料为原料，按照复合材料叠层板的制备方法制备所需复合材料层压板，并采用金刚石锯片以复合材料层压板标准力学性能试验试件的尺寸裁出； 702:密封处理:采用不溶于水的密封胶，通过涂覆方法对试件进行密封处理，除试件表面积最大的两个面之一外，其余各面均包裹一层均匀的密封胶； 703:烘干:将试件置于热烘箱内以高于其环氧树脂基体玻璃化转变温度10%的温度进行烘干操作2小时，即完成试件的制作。
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维增强环氧树脂基复合材料海水浸泡试验装置及其试验方法，该装置包括水槽和设置于水槽内的电加热器，水槽上设置有水槽密封盖，水槽内底部设置有支撑电加热器的支架，水槽内顶部设有温度传感器，温度传感器顶部通过导线与设置在水槽外的电加热控制器连接，电加热控制器与电加热器连接。本发明的有益效果为：本发明结构简单，操作方便，可准确、高效模拟碳纤维增强环氧树脂基复合材料在不同海水环境中的等效浸泡时间，对于探索海水浸泡条件下碳纤维增强环氧树脂基复合材料的失效机理，实现其细观数值仿真，制定其寿命评估方法具有十分重要的现实意义。
【IPC分类】G01N13-00, G01N17-00, G01N1-28
【公开号】CN104749088
【申请号】CN201310739533
【发明人】胡照会, 高红成, 黄其忠, 彭玉刚, 刘建叶, 徐光磊
【申请人】北京玻钢院复合材料有限公司, 中材科技股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日