Экспериментальное осуществление нового метода составных изготовление: обнажая голые волокна на поверхности композитного методом мягкого слоя

Общая цель этой процедуры заключается в изготовлении композита, армированного волокнами, с голыми волокнами, обнаженными на поверхности, без какой-либо обработки поверхности. Этот метод позволяет обнажить голые волокна на композитной поверхности без использования дорогостоящей и неэффективной обработки поверхности. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она улучшает электропроводность и механическую прочность композита.

Эта техника также отличается высокой производительностью. Чтобы приготовить однонаправленную ткань из углеродного волокна, предварительно пропитанную эпоксидной смолой, уложите квадраты препрега с объемной долей волокна от 50 до 60% в последовательности, включающей ориентацию под нулевым градусом и 90 градусами, чтобы избежать расщепления ламината. Чтобы подготовить каждый квадрат препрега из углеродного волокна, сначала очистите ткань ацетоном или этанолом.

Поместите ткань на чистую поверхность или на безворсовую лабораторную салфетку и дайте ацетону испариться в условиях окружающей среды. Снимите одну подложку листа эпоксидной смолы пленочного типа с температурой отверждения 125 градусов Цельсия. Нанесите один лист пленки на основе эпоксидной смолы на чистую углеродную ткань.

Положите ткань эпоксидной стороной вниз на горячую плиту при температуре 70 градусов Цельсия. Нагрейте ткань в течение 10 секунд, чтобы предварительно пропитать ткань эпоксидной смолой. Дайте ткани препрег остыть в условиях окружающей среды в течение 10 минут.

Затем снимите оставшийся подложный лист со стороны, покрытой эпоксидной смолой. Сложите ткань препрега полотняного переплетения в нужной последовательности укладки, чтобы получился ламинат из углеродного волокна полотняного переплетения. Чтобы приготовить нетканый войлок из углеродного войлока, нанесите трехслойный эпоксидный лист на каждую сторону куска чистого сухого углеродного войлока.

Нагрейте покрытые эпоксидной смолой стороны войлока при температуре 70 градусов Цельсия в течение 10 секунд каждая, сверху нанесите массу. Дайте препрегу остыть в течение 10 минут, а затем снимите оставшиеся подложки. Затем промойте листы толщиной 25 микрометров, неперфорированную, фторированную этилен-пропиленовую разделительную пленку этанолом или ацетоном.

Тщательно высушите листы FEP безворсовыми салфетками, чтобы не образовать складок или пробоин. Убедитесь, что на листах нет загрязняющих веществ и твердых частиц. Затем поместите каждый чистый сухой лист между безворсовыми салфетками и храните листы в чистом пластиковом футляре без пыли.

Чтобы начать изготовление композитных материалов, нанесите силиконовый разделитель на компрессионную форму. Протрите форму безворсовыми салфетками, чтобы остался только тонкий слой плесени. Затем обрежьте кусок подготовленного ламината из углеродного волокна, чтобы он был немного меньше полости пресс-формы.

Поместите лист чистой пленки FEP толщиной 25 микрометров на нижнюю форму. Поместите ламинат на форму и накройте его пленкой FEP толщиной 25 или 100 микрометров, в зависимости от типа волокна. Тщательно разгладьте пленку, чтобы между мягким слоем и ламинатом не осталось пузырьков воздуха.

Затем закройте пресс-форму. Нагрейте горячий пресс до 150 градусов Цельсия и поместите пресс-форму в пресс. Для однонаправленного волокнистого композита постоянно наносите 20 мегапаскаль в течение 30 минут.

Для тканого композита нанесите 20 мегапаскаль на четыре минуты, ослабьте давление и сразу же нанесите 20 мегапаскалей. Продувайте материал таким образом до тех пор, пока вязкость смолы не начнет увеличиваться. Затем удерживайте давление на уровне 20 мегапаскалей, пока композит не затвердеет, в общей сложности 30 минут.

Для войлочного композита медленно увеличивайте давление до трех мегапаскалей, стараясь не переборщить. Отверждаем материал при трех мегапаскалях в течение 30 минут. После отверждения образца, не снижая давления, охладите пресс-форму до температуры ниже 120 градусов Цельсия.

Затем ослабьте давление, снимите форму и извлеките изготовленный образец из формы. Изображения с помощью сканирующей электронной микроскопии, полученные с наклоном в пять градусов, показали, что волокна были видны более детально в композитах, изготовленных методом мягкого слоя, чем при обычном компрессионном формовании. Это было связано с устранением богатого смолой слоя поверх композита.

Несмотря на устранение слоя эпоксидной смолы, на волокнах не было видимых дефектов. Электропроводность по всей толщине была выше у композитов, изготовленных методом мягкого слоя, с соответствующим снижением удельного сопротивления до уровня ниже 20 мОм на квадратный сантиметр при давлении уплотнения 1,38 мегапаскаля. Измеренная прочность на разрыв мягкослойных композитов была сопоставима с прочностью, полученной традиционным методом сжатия.

Композитные материалы из тканого и войлочного материала показали рост на 22% и 15% соответственно. Это увеличение было связано с тем, что мягкий слой оказывал равномерное давление на композитную поверхность. Следуя этой процедуре, вы сможете без труда изготовить композит, открытый волокном.

Механизм прост. А при хорошем понимании своего материала реализация становится еще проще. Пытаясь выполнить эту процедуру, не забудьте точно настроить ее в соответствии с вашим конкретным приложением.

Учитывайте условия отверждения композита и термические свойства мягкого слоя и соответствующим образом корректируйте процедуру для получения желаемых результатов.