树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法

• 摘要：

  一种树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法,采用通电加热碳纤维的方式提供树脂固化所需的热量,同时结合压力罐提供的压力成型,最终获得所需要的零件.本发明将电加热的方式应用到纤维增强型复合材料中去,对树脂基碳纤维复合材料预成形体通电加热,通过控制电源电流的方式来控制预成形体的温度,这种加热方式的温度易于控制,加热时间短,加热效率高,并且能够改善加热固化时预成形体的温度分布情况,最终获得质量满足要求的树脂基碳纤维复合材料零件.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201510817586.5

• 申请日期：

  2015.11.23

• 公开/公告号：

  CN105479768A

• 公开/公告日：

  2016-04-13

• 发明人：

  王永军 蔡豫晋 王望 元振毅 杨凯 刘天骄 何俊杰 郭睿 李晓治 肖旭东

• 申请人：

  西北工业大学

• 主分类号：

  B29C70/34(2006.01)I,B,B29,B29C,B29C70

• 分类号：

  B29C70/34(2006.01)I,B29C70/44(2006.01)I,B29C70/54(2006.01)I,B,B29,B29C,B29C70,B29C70/34,B29C70/44,B29C70/54

• 主权项：

  一种树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法,其特征在于,具体过程是:步骤1,表面清洗;通过清洗去除各矩形的树脂基碳纤维预浸料长边的两端的树脂,使该树脂基碳纤维预浸料两端的碳纤维暴露出来,用于埋设电极;清洗的长度均为10~15mm;所述树脂基碳纤维预浸料的数量为偶数;步骤2,铺叠树脂基碳纤维预浸料;将经过清洗的各树脂基碳纤维预浸料进行铺叠,并使相邻的两层树脂基碳纤维预浸料之间成90°铺叠,直至将所有树脂基碳纤维预浸料铺叠完,得到树脂基碳纤维预浸料预成形体;当铺叠至预成形体中部铺层时,在两层树脂基碳纤维预浸料之间放置两个涂有导电膏的电极,并使所述两个电极均位于树脂基碳纤维预浸料长边的两端;将所述电极的导线引出;步骤3,工装准备;在所述"C"形件的模具表面铺设一层绝缘材料;将上述安放有电极的树脂基碳纤维预浸料预成形体放置在该绝缘材料上;在树脂基碳纤维预浸料预成形体上表面等距放置有三个热电偶,各热电耦分别与温度控制器连接;采用真空袋组合单元将上述铺设好的树脂基碳纤维预成形体、电极、模具和热电偶按照现有技术密封在一起,抽取袋中的空气直至真空状态后放入压力罐中,电源位于压力罐的外部,通过导线与压力罐内部真空袋中的电极连接;步骤4,确定加热固化参数;所述加热固化参数包括树脂基碳纤维预浸料预成形体的电阻和通过树脂基碳纤维预浸料预成形体电流的强度;步骤5,通电加热固化;根据确定的加热固化参数,对树脂基碳纤维预浸料预成形体通入确定的直流电流,使树脂基碳纤维预浸料预成形体以2~5℃/min的升温速率升温至170~190℃;当加温至170~190℃时开始保温;在通电流的同时,抽真空对压力罐加压至0.4~0.6MPa,对树脂基碳纤维预浸料预成形体施加压力;当压力罐的压力达到0.4~0.6MPa后关闭气体阀门保压,使预成形体表面上的压力保持该压力不变直到完成复合材料的固化成形;同时用温度控制器对预成形体的温度进行监测和记录;步骤6,取出树脂基碳纤维复合材料零件;关闭电源,卸载压力罐内的压力,以2~5℃/min的降温速率对所述树脂基碳纤维预浸料预成形体的温度降温至室温;压力卸载完毕后,打开压力罐,从真空袋中取出固化的树脂基碳纤维复合材料零件.