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                航空用熱壓罐外固化預浸料復合材料的應用

                2021-06-09 15:58:27

                航空結構用復合材料主要采用預浸料和熱壓罐固化工藝制造。盡管熱壓罐成型工藝制備的復合材料性能優異、質量穩定可靠,但其高昂的工藝成本一直被人詬病,熱壓罐設備成本比相同容積的烘箱高10~100萬英鎊。另外,高壓固化增加了芯材塌陷和真空袋破裂的風險;零件尺寸受到熱壓罐尺寸的限制,不利于大型整體化零件的成型。因此,熱壓罐外固化(主要是指烘箱固化)預浸料成型技術應運而生。


                熱壓罐


                航空結構用復合材料采用熱壓罐固化的主要作用是限制層合板內的孔隙量,對于主承力結構件,孔隙含量應低于1%;對于次承力結構件,孔隙含量應低于2%。熱壓罐的高壓作用可以使鋪層內的殘余空氣和其他揮發性成分塌陷或溶解在樹脂中,從而降低孔隙含量[5]。對于熱壓罐外固化預浸料,固化過程中只能采用真空袋施加一個大氣壓。若傳統的熱壓罐固化預浸料體系在熱壓罐外(如烘箱)固化時,固化后層合板內孔隙含量可高達5%~10%[6]。因此,開發熱壓罐外固化預浸料體系面臨的首要挑戰就是如何在一個大氣壓的工藝壓力下,降低復合材料的孔隙含量,以滿足主承力結構件性能要求。


                為降低熱壓罐外固化預浸料復合材料中的孔隙率,必須優化預浸料形式和黏性、樹脂體系的揮發份含量、黏度和反應活性等,這也是熱壓罐外固化預浸料體系與傳統熱壓罐固化預浸料的區別所在。

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