碳基纳米传感器在复合材料制造过程及服役过程监测中的应用
2021-06-05卢少微蒋孝伟王晓强
航空材料学报 2021年3期
关键词:复合材料
卢少微, 蒋孝伟, 王晓强, 王 星, 张 璐
(1.沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院,沈阳 110136;2.沈阳航空航天大学 航空发动机学院,沈阳 110136;3.沈阳航空航天大学 航空宇航学院,沈阳 110136)
由于其高比强度、模量和耐腐蚀性,纤维增强聚合物复合材料(fiber reinforced plastics composites,FRPCs)已在航空航天、船舶、汽车和民用及基础设施等行业得到了应用,有力地促进了卫星、飞船、运载器、飞机等装备的高性能化、轻量化、一体化。为了充分利用FRPCs的优势,生产无缺陷的复合材料是极其重要的。空隙和工艺诱发的缺陷是复合材料制造过程中最常见的问题。空隙是由于层压过程中加压不良造成的,而工艺导致的缺陷可能是由于树脂润湿不良或固化不足造成的。为了改进制造工艺,保证零件的一致性,建立合适的树脂流动和固化监控系统尤为重要,该系统能够捕捉压实行为、树脂流动进程、模具夹紧力、树脂固化程度和模具内压力分布的信息。固化产品中的空隙可以通过光学显微镜和X射线计算机断层摄影等技术确定,但这些实验后处理程序非常繁琐,因为只有少数来自结构的代表性样品可用于观察空隙。基于数码相机[1-2]的传统视觉流量监测方法通常用于实时树脂流量监测,但它们不能用于封闭的金属模具。而线型传感器,例如线性导体传感器[3-4]和光纤布拉格光栅(FBG)传感器[5-6],可以检测沿着一维传感器长度的不同点处的树脂流动。与点和线传感器相比,二维区域传感器提供了更全面的图像。……
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