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复合材料的新技术介绍【致锋专业知识分享】

树脂浸渍技术是复合材料生产新技术, 能够加快生产过程。用树脂浸渍技术生产的复合材料是在预先浇铸、预先催化的树脂薄片两面夹上纤维加强层而组成, 材料表面的纤维是干燥的, 没有被树脂完全渗透。而传统的生产方法把纤维用液体树脂预先灌注催化。

生产纤维增强复合材料有许多方法, 树脂浸渍法是在模具表面铺上各层纤维和树脂, 套上真空袋, 密封后抽真空内部达到真空时就相当于在外面施加了一个大气压的压力。然后加热, 树脂软化浸人纤维的空隙之中。形成的叠层材料的空隙率很低。空隙率是影响复合材料疲劳寿命的重要因素。空隙是应力集中点, 它破坏了复合材料的均匀性, 使复合材料不能承受积累的应力。

另一种生产方法是高压凝固法, 高压凝固法也可以降低叠层材料的空隙率。采用高压凝固法生产需要高压釜、优质模具和相对长的生产周期, 这就抑制了产量。高压凝固法被公认为是昂贵的, 只有在不计较成本, 只关注重量轻、安全可靠的情况下才采用。

上述两种生产方法的成本高、产量低。当零部件产量高于每年1000件时, 不采用上述两种生产方法, 而采用更经济的液体树脂灌注方法, 如压力模塑法或真空模塑法。但是这两种方法生产的复合材料其力学性能稍逊些。

树脂浸渍法使用分子量高的预浸树脂, 所生产的复合材料性能接近高压凝固法生产的复合材料见由于在浸渍法中树脂迁移的距离短, 所以可以使用复杂的树脂。压力模塑法和真空模塑法是在压力或真空的作用下, 将液体树脂注入干燥的加强叠层材料之中。所生产的复合材料空隙率也较低。但是液体树脂灌注需要采用粘度低的树脂, 才能注人增强纤维之中。粘度低的树脂其分子量也低。而化学家认为, 树脂的分子量越大, 越容易增强它的机械强度和断裂韧性。分子量低的树脂不能达到较高的力学性能和耐热性能而且疲劳寿命也低些。

现代成批生产的汽车零件批量已达每年万件, 而复合材料零部件的批量很小, 只不过每年约件。虽然模塑生产法可以扩大规模,但是还没有达到自动化, 还要依靠熟练工人的操作。只有在改进了纤维生产技术和模塑生产技术之后,纤维增强复合材料才会得到大规模使用。

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