[发明专利]碳纤维增强改性双马来酰亚胺层压板的缺陷热揭层方法

说明书

技术领域

本发明属于失效分析技术领域，具体涉及一种碳纤维增强改性双马来酰亚胺层压板的缺 陷热揭层方法。

背景技术

八十年代开始双马来酰亚胺树脂开始用作复合材料基体，它的抗湿性能较好，而且耐燃 低毒，改性后的双马来酰亚胺树脂具有较高的韧性和抗湿性以及良好的工艺性能。因而碳纤 维增强改性双马来酰亚胺层压板具有比其他树脂基复合材料更优越的性能，广泛的应用在航 空、航天等工程领域。

由于树脂基复合材料其固有的不均匀特性，以及在加工和使用过程中不可避免的出现各 种各样的缺陷或损伤，极大地影响了材料的各项性能指标，是造成复合材料结构件失效的源 头。目前现有的无损检测技术只能间接的判别缺陷或损伤的类型、分布等，不能直接观察缺 陷或损伤部位的形貌特征，给缺陷损伤的形成机理分析带来一定的困难。

现有技术中对于缺陷检测的方法包括超声检测方法和X射线检测方法，超声检测一般是 指使超声波与试样相互作用、对反射、透射和散射的波进行研究，进行试样宏观缺陷检测、 几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的 技术。超声波对各种材料的穿透力较强、指向性好，并且遇到界面发生反射等特点。超声波 检测法就是利用超声波的上述特性来检测构件表面及内部的缺陷。超声波在传播的路径上， 如果遇到细小的缺陷，如气孔、裂纹等，就会在界面上发生反射，检测者分析反射的声束， 便可以发现缺陷并确定缺陷的位置。缺点是不能直接观察缺陷区域的微观形貌，不适用于形 状复杂或表面粗糙工件的损伤探测；若对工件中的缺陷作精确的定性、定量分析，需要有标 准。X射线检测方法的基本原理是当X射线透过被检工件时，有缺陷的部位，如气孔、非金属 夹渣等和无缺陷部位的基体材料对X射线的吸收能力不同。以金属为例，缺陷部位所含空气、 非金属夹杂物对x射线的吸收能力远远低于金属的吸收能力，这样，通过有缺陷部位的射线强 度高于无缺陷部位的射线强度。当用感光胶片来检测射线强度时，在内部有缺陷的部位就会 在感光胶片上留下黑度较大的影像。X射线检测方法的缺点是不能直接观察缺陷区域的微观 形貌，射线在穿透物质的过程中因被吸收和散射而衰减，使得用它检测工件的厚度有一定的 限制，X射线检测设备一次性投资大，检测费用高，X射线对人体有伤害，检测人员应作特殊 防护。

发明内容

本发明提供一种碳纤维增强改性双马来酰亚胺层压板的缺陷热揭层方法，所述的缺陷热 揭层方法是指：试样在揭层后保留缺陷区的形貌特征并且辨认出空隙、分层、贫(富)脂、 基体开裂及纤维弯曲或断裂等缺陷类型、大小和具体位置，复原铺层的工艺过程，为进一步 的缺陷或损伤形成机理分析和结构件失效分析提供最真实和最直接的证据。

本发明提供的缺陷热揭层方法具体通过如下步骤实现：

步骤一、试样的选取和制备；

对层压板进行无损探伤，确定缺陷的大致位置，截取包括缺陷区域试样，在缺陷的中央 制作一个钻孔；

步骤二、配制标记溶液；

标记溶液为含金重量比为9％～11％的氯化金乙醚溶液；

步骤三、浸泡；

浸泡时提前准备两个圆柱形敞口容器，其中一个在底部开有细孔，敞口容器分别固定到 试样钻孔的两侧，形成一个包含缺陷区域的封闭容器，将试样平放在操作台面上，带细孔的 一侧向上，然后由细孔注入标记溶液，再密封细孔开始浸泡，浸泡时间不少于12小时；

步骤四、热解；

将浸泡完毕后试样进行热解，工艺参数为465℃～475℃，保温60分钟～70分钟；

步骤五、揭层和样品保护；

试样热解冷却后通过人工的方法将试样的各个铺层分开，固定每个铺层，保护缺陷区域。

本发明优点在于：

(1)试样在揭层后保留缺陷区的形貌特征并且辨认出空隙、分层、贫(富)脂、基体开 裂及纤维弯曲(断裂)等缺陷类型、大小和具体位置，复原铺层的工艺过程，为进一步的缺 陷(损伤)形成机理分析和结构件失效分析提供最真实和最直接的证据。

(2)浸泡方法独特、新颖，既能保证缺陷区域充分浸泡，又没有污染，同时减少浪费。

(3)敞口容器上设计两个细孔，其中一个细孔用来注射标记溶液，另外一个细孔排出封 闭容器内空气，降低内压，而且还可以辨别是否已经充满标记溶液。

(4)热解的工艺参数准确，使揭层效果达到了最佳。

附图说明