工艺间隙对气囊法成型复合材料圆管性能影响

王英男¹，潘利剑²，刘国峰¹，胡秀凤²，刘卫平²，孙宝忠²

1. 东华大学材料科学与工程学院2. 东华大学民用航空复合材料协同创新中心

摘 要：设计并加工了气囊法成型复合材料圆管的不锈钢模具,并利用硅橡胶圆管作为加压气囊,制备了不同工艺间隙条件下的碳纤维复合材料圆管。利用金相显微镜观察了圆管横截面的微观形貌,对圆管的压缩性能进行了测试,并与同种材料和固化制度条件下热压罐成型平板的压缩强度进行了比较。结果表明,工艺间隙与圆管设计壁厚比值为34%时,圆管的成型质量最好,管壁的单层厚度相对较小且比较均匀,管壁内部缺陷较少,压缩强度为634MPa,与热压罐成型平板的压缩强度647MPa相当;工艺间隙增大后,成型质量逐步变差,压缩强度逐步下降,工艺间隙比值为86.7%时,出现了明显的分层和孔隙缺陷,且单层厚度明显偏大且不均匀,圆管的压缩强度下降到427MPa,相比最高值下降34%左右;工艺间隙减小后,成型质量和压缩强度也出现减小的趋势,但减小幅度相对不大。

关键词：复合材料;碳纤维;气囊法;圆管;工艺间隙;