工艺参数对孔隙率和超声衰减的影响
2021-03-12陈征辉钟进冯光亮赵宏飞
高科技纤维与应用 2021年1期
陈征辉,钟进,冯光亮,赵宏飞
(江苏恒神股份有限公司,江苏 丹阳 212300)
0 引言
复合材料在成型过程中,不可避免地会引入水分、气泡等,固化后经常会出现孔隙、疏松、分层、夹杂等缺陷[1]。研究表明[2-5],随着孔隙率的增加,复合材料的性能随之降低,如层间剪切强度、弯曲强度和模量、拉伸强度和模量、压缩强度和模量。
对于疏松、分层、夹杂等缺陷,目前工程上成熟的检测方法有超声波检测和X射线照相检验。对于孔隙率,目前常见的测试方法有破坏法和无损检测两大类。破坏法主要包括水吸收法、密度法(酸蚀法、烧蚀法)和金相显微镜照相法等[6],无损检测法主要以超声检测为主。破坏法可以测量样块的具体孔隙率。但是测试方法复杂,而且只能测试试样的局部孔隙率,无法测试产品的整体孔隙率。无损检测法主要是利用标准试块和对比试块来检测产品的孔隙率范围,测试高效,在工程上应用广泛。
超声衰减法主要是利用超声波遇到声阻抗不同的界面会发生散射,引起散射衰减。当复合材料中存在孔隙时,会对超声波能量造成一定程度的衰减,导致回波幅值及传播速度的变化[7]。JEONG将复合材料孔隙率测定归纳为经验公式:


图1 孔隙率与衰减系数的关系
研究表明[8-10],成型温度、固化压力、预浸料吸湿量、不同材料的组织形式、铺层方式、预压实等因素都对孔隙率的形成有很大影响。但是这些因素对孔隙率的形成具体起到多大的作用,不同的因素的影响大小如何未见有报道。……
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