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      先進復合材料熱壓成形基本原理

      發表時間:2019-03-18 15:05
               熱壓成型工藝的基本過程包括:樹脂流動,纖維壓實,氣泡生成及排除,熱量、質量傳遞,化學反應。
       
               樹脂流動主要以短程流動為主(即樹脂在纖維束內的流動),由流動動量方程及流體連續性方程來表示,涉及樹脂粘度與溫度的關系,由樹脂的流變特性表示,以及樹脂的流動特性,由纖維的密實性決定,密實性主要由纖維的體積分數決定。另外還包括浸潤特性,即樹脂浸潤纖維的能力,涉及界面,接觸角等問題。
       
              纖維密實是指在溫度、壓力作用下,樹脂粘度降低,將纖維之間多余的孔隙和樹脂擠出,達到密實的效果,(力學性能與纖維的體積含量有很大的關系),實際上,樹脂滲透,纖維壓縮是同時進行的,纖維壓縮,可以用纖維連續性方程、纖維壓縮方程來表示,壓縮造成樹脂流動的流道減小,并且變得復雜,通??梢酝ㄟ^試驗和經驗滲透率方程(達西定律,Kozeny Carman方程等)來模擬。
       
               化學反應主要是指熱固性復合材料在固化過程中樹脂的反應,由小分子單體經過反應生成交連的網絡狀高分子。
       
       涉及反應動力學方程,質量守恒方程和傳熱方程,反應從微觀上分析又涉及分子鏈的打開,結合,電子的傳遞等微觀過程,相對宏觀的運動更加復雜,但一般在復合材料的制造時,只考慮宏觀性能和細觀力學。
       
             氣泡生長及運動是指樹脂中的空氣,水汽等揮發分隨溫度的升高而增長,涉及擴散和溫度-壓力的關系,由孔隙生長方程表示,在壓力的作用下,氣泡運動,溶解的過程,涉及到樹脂壓力與實際外壓的關系,但樹脂壓力大于孔隙壓力時,孔隙破裂,溶解,如果樹脂壓力小于孔隙壓力時,孔隙將留在樹脂內,隨著樹脂固化,最后形成缺陷??刂品匠逃蛇_西定律和連續性方程聯合求解,但實際操作和計算比較困難??紫秵栴}也是熱壓過程中的一個涉及方面較多,也較難控制的問題。
       
      傳質、傳熱過程由物質、熱量守恒定律來表達,涉及工作環境,反應物質及固化過程輔助介質的特性。
       
      本文摘自: 復材中國
       
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      文章標題:《先進復合材料熱壓成形基本原理
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