[发明专利]人工缺陷材料及FRP结构体的制造方法

说明书

FRP结构体的人工缺陷材料(10)具备强化纤维基材(14)的多个层、基体树脂(16)、耐热高线膨胀性材料(20)，其中，在FRP结构体的高温成型时，在层间配置的耐热高线膨胀性材料(20)热膨胀而在强化纤维基材(14)的层间成型为规定形状，在成型后的常温下，耐热高线膨胀性材料(20)热收缩而在与强化纤维基材(14)之间形成有因收缩差而形成的空隙。耐热高线膨胀性材料(20)的线膨胀系数相对于FRP结构体的线膨胀系数具有规定值以上的值，具有承受成型温度的定形性及耐热性。

技术领域

本发明涉及在FRP(纤维增强塑料)结构体成型后进行的超声波探伤试验的校正中使用的、人工缺陷材料及FRP结构体的制造方法。

背景技术

近年来，FRP结构体对于工业制品的适用范围正在扩大。作为FRP结构体的优势，可举出如下的点，即，能够通过一体成型而实现部件数量、及组装工时的削减，以及实现结构体的轻量化。

在FRP结构体中，对强度的可靠性的要求也高。因此，对成型后的FRP结构体进行非破坏检查而正确地对有无缺陷进行测定是重要的。在进行非破坏检查时，需要形成有人工缺陷的标准试片，特别地，优选使用具有与可产生的缺陷的形状相似的缺陷的标准试片。在FRP产生的缺陷形态之一为层间剥离，最适于标准试片的模拟的人工缺陷材料为空隙(与有无气体无关)。该人工缺陷材料的空间具有在穿透法的超声波探伤试验中遮挡超声波传递、在反射法中有效地反射超声波的特性。

以往，作为人工缺陷材料的构造及制造方法，(日本)特开平10－227773号公报(专利文献1)中记载有如下的发明，即，使球径为30～150μm的中空玻璃微球在厚度为0.1～0.3mm的硅胶制的结合基材中均匀地分散而作为人工缺陷材料。

专利文献1中记载的中空玻璃微球在其内部具有气体。将玻璃球包覆的硅胶具有较好的超声波特性，故而在穿透法及反射法这两种超声波探伤检查方法中，能够得到优良的超声波特性。

专利文献1的段落[0006]中记载了如下的内容，即，在人工缺陷材料埋设具有与材料不同的声阻抗的四氟乙烯膜。

另外，以往在进行FRP结构体的一体成型化时，像波纹构造那样经常产生想要在强化纤维基材的层间形成空隙的部位。在将具有层间空隙的FRP结构体成型时，成型时压力的施加方法或、夹具和芯子的组合方法成为问题。

以往，作为在FRP结构体中在层间形成空隙的方法，(日本)特开平8－52812号公报(专利文献2)中公开了如下的复合材料成型体的制造方法，即，在外模框内安装预浸渍复合材料，在预浸渍复合材料的层间空隙部填充并组装由外皮材料将硅油(高膨胀材料)密闭的心轴夹具(マルドレル冶具)，进行加热使硅油膨胀。在该制造方法中，通过硅油的膨胀，从内侧对预浸渍复合材料进行加压成型。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平10－227773号公报

专利文献2：(日本)特开平8－52812号公报

在专利文献1中记载的人工缺陷材料中，将中空玻璃微球的内部的空隙作为缺陷部分的代替。中空玻璃微球的内部的空隙散布于人工缺陷材料的内部，故而形状不同于FRP结构体中产生的因层间剥离引起的连续的空隙。因此，在用作FRP结构体的超声波探伤试验用的标准试片的情况下，得到的波形不同或干扰变多，需要另外进行校正等，因此操作性不佳。

专利文献1中记载的人工缺陷材料以中空玻璃微球的含有率为30～60％左右的方式添加。如引用文献1的段落[0031]、[0032]等所述，这是由于在中空玻璃微球的含有率在30％以下的情况下，人工缺陷材料的穿透法的衰减率及反射法的反射率下降的可能性变高。另外，当中空玻璃微球的含有率超过60％时也具有人工缺陷材料的强度不足等问题。