[发明专利]复合材料内置光纤的保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤智能复合材料与结构制造领域，具体涉及一种复合材料内置光纤的保护方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料具有优异的比强度、比刚度、抗疲劳性能和耐久性，已广泛用于飞机的承力结构中。然而，由于在厚度方向没有增强体，复合材料对损伤非常敏感。高效的无损检测技术对于复合材料结构损伤检查与持续监测有重要意义。将光纤内置于纤维增强复合材料结构中，可以实现复合材料结构的实时健康监测，具有成本低、不受电磁干扰、能监测结构内部变化等特点。采用内置光纤实时监测复合材料结构的健康状态是复合材料结构无损检测技术的重要发展趋势。

由于纯的光纤作为一种半导体材料存在着质脆易断裂、滑移等缺点，而复合材料的制作过程中包括光纤的放置、固定、复合材料固化、脱模等过程都有可能引起光纤的损伤以及滑移，因此需要采取保护措施既保护了光纤的位置固定，又不影响后续的检测。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种复合材料内置光纤的保护方法。该方法既保护了光纤的位置固定，又不影响后续的检测。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种复合材料内置光纤的保护方法，包括置入光纤部分保护与引出光纤部分保护。

优选地，所述置入光纤部分保护为：在置入光纤部分的表面涂覆一层高分子薄膜。

进一步优选地，所述高分子薄膜为丙烯酸薄膜或聚酰亚胺薄膜。

进一步优选地，所述高分子薄膜的厚度为30μm～40μm。

优选地，所述引出光纤部分保护为：在引出光纤部分包覆脱模布，然后用硅橡胶封装保护。

进一步优选地，所述脱模布的厚度为0.15mm以下。

本发明具有的有益效果为：内置光纤复合材料经置入部分保护后，由于涂覆层厚度较薄，对光纤的灵敏度未造成影响；而引出部分的保护，经过多次的试验验证，引出部分保护良好，大大降低了内置光纤复合材料的光纤损伤率，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的内置光纤复合材料的制备过程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的内置光纤复合材料的制作过程如图1所示：进行复合材料的预浸布初铺层，在其上放置光纤（该置入部分光纤已经过表面保护处理），然后继续进行预浸布铺层；铺层结束后，在引出光纤部分进行保护（包覆脱模步后浇注硅橡胶），常温固化24h后制作真空袋固化；脱模时将硅橡胶脱模后，再将复合材料脱模。

置入光纤部分保护与引出光纤部分保护的具体方法，分别如下：

1）置入部分光纤的保护：

保护工艺如下：在纯的光纤的表面涂覆一层高分子薄膜（可为丙烯酸薄膜或聚酰亚胺薄膜，本实施例中选用丙烯酸薄膜），要求涂覆厚度30μm～40μm，涂覆层太厚影响传感器灵敏度，太薄起不到保护光纤的作用。

涂覆工艺如下：将丙烯酸溶于溶剂（可为丙酮或乙醇，本实施例中选用丙酮）中配置一定溶度的丙烯酸溶液，放入专用的胶槽中，将光纤以一定的速度通过胶槽后放置一段时间待溶剂挥发后，测试光纤的直径，如太薄可重复一次。

置入光纤部分的保护主要的作用防止复合材料制作过程中，由于抽真空以及打压等压力的作用导致光纤的断裂以及滑移。

2）引出部分光纤的保护

工艺如下：复合材料铺层结束后，在引出光纤部分包覆一层脱模布，要求贴合良好，脱模布的厚度≤0.15mm，然后将光纤固定，在光纤引出部分浇注一层硅橡胶，浇注前需用玻璃钢板将光纤围住以限制硅橡胶的流动。常温固化24h后制作真空袋固化。脱模时将硅橡胶脱模后，再将复合材料脱模。测试时将硅橡胶与脱模布轻轻去掉即可测试。

引出光纤部分的保护主要的作用是防止复合材料固化后脱模以及使用过成中对光纤的损伤。

内置光纤复合材料经置入部分保护后，由于涂覆层厚度较薄，对光纤的灵敏度未造成影响。而引出部分的保护，经过多次的试验验证，引出部分保护良好，大大提高了内置光纤复合材料的光纤损伤率，提高了工作效率。