先进复合材料热压成形基本原理

         热压成型工艺的基本过程包括：树脂流动，纤维压实，气泡生成及排除，热量、质量传递，化学反应。

 

         树脂流动主要以短程流动为主（即树脂在纤维束内的流动），由流动动量方程及流体连续性方程来表示，涉及树脂粘度与温度的关系，由树脂的流变特性表示，以及树脂的流动特性，由纤维的密实性决定，密实性主要由纤维的体积分数决定。另外还包括浸润特性，即树脂浸润纤维的能力，涉及界面，接触角等问题。

 

        纤维密实是指在温度、压力作用下，树脂粘度降低，将纤维之间多余的孔隙和树脂挤出，达到密实的效果，（力学性能与纤维的体积含量有很大的关系），实际上，树脂渗透，纤维压缩是同时进行的，纤维压缩，可以用纤维连续性方程、纤维压缩方程来表示，压缩造成树脂流动的流道减小，并且变得复杂，通常可以通过试验和经验渗透率方程（达西定律，Kozeny Carman方程等）来模拟。

 

         化学反应主要是指热固性复合材料在固化过程中树脂的反应，由小分子单体经过反应生成交连的网络状高分子。

 

 涉及反应动力学方程，质量守恒方程和传热方程，反应从微观上分析又涉及分子链的打开，结合，电子的传递等微观过程，相对宏观的运动更加复杂，但一般在复合材料的制造时，只考虑宏观性能和细观力学。

 

       气泡生长及运动是指树脂中的空气，水汽等挥发分随温度的升高而增长，涉及扩散和温度-压力的关系，由孔隙生长方程表示，在压力的作用下，气泡运动，溶解的过程，涉及到树脂压力与实际外压的关系，但树脂压力大于孔隙压力时，孔隙破裂，溶解，如果树脂压力小于孔隙压力时，孔隙将留在树脂内，随着树脂固化，最后形成缺陷。控制方程由达西定律和连续性方程联合求解，但实际操作和计算比较困难。孔隙问题也是热压过程中的一个涉及方面较多，也较难控制的问题。

 

传质、传热过程由物质、热量守恒定律来表达，涉及工作环境，反应物质及固化过程辅助介质的特性。

 

本文摘自: 复材中国

 

免责声明：本网部分文章、图片来自互联网,如有涉及或侵犯您的有关权益，请及时联系我们予以删除，感谢您的合作!

 

联系人：李先生 电话：0535-6319678。