[发明专利]一种树脂在纤维层内浸润程度的快速无损检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂在纤维层内浸润程度的检测方法，具体地，涉及一种树脂在纤维层内浸润程度的非接触式空气耦合超声无损检测方法。

背景技术

现代预浸料是将树脂基体浸渍在增强纤维或织物中制成的半固化片材，是复合材料的中间材料。增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和它们的织物。基体材料主要有环氧树脂、乙烯基脂、酚醛、双马、氰酸脂、聚酰亚胺以及热塑性树脂等。使用预浸料生产的复合材料相比于其他材料来说，能改善强度，硬度，耐蚀性，疲劳寿命，耐磨耗性，耐冲击性，轻量化等多种特性。因此，预浸料的研究对复合材料的应用和发展具有重要的意义。

预浸料加工过程中树脂在纤维层内的浸润程度或树脂的均匀分布是预浸料质量的一个重要评价指标，如果浸渍不均匀，预浸料中存在干点或富树脂区，导致产品质量较次，不能满足生产需求。因此，预浸料加工过程中树脂分布的均匀性或浸润程度的检测非常重要。目前对于预浸料质量或树脂浸润程度的检测方法多费时费力，无法进行现场快速超声无损检测。

发明内容

有鉴于此，根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，本发明的目的是为了提供一种预浸料加工过程中树脂的浸润程度或分布均匀性的现场快速无损检测方法，解决以往检测方法费时费力及不能现场快速无损检测的问题。

本发明提供了一种树脂在纤维层内浸润程度的快速无损检测方法，其包括以下步骤：

一：根据待检测材料性质和允许的探头发射接收位置，计算所需的空气耦合探头频率，将非接触式空气耦合超声扫描装置的发射接收探头分别置于所述待检测材料厚度方向上的两侧，发射声波信号，调节至预定的声学参数；

二：利用所述非接触式空气耦合超声扫描装置扫描所述待检测材料并根据超声波透过率的不同将相应区域按照预定规则以至少三种不同图案分别实时描述并计算所述至少三种不同图案分别所占比例；

三：利用所述非接触式空气耦合超声扫描装置扫描试样材料并利用金相分析方法按照预定标准计算所述至少三种不同图案所对应的所述试样材料区域的未浸润率；

四：根据步骤二中的所述至少三种不同图案分别所占比例和步骤三中的所述至少三种不同图案所对应的材料区域的未浸润率预测所述待检测材料中树脂的浸润程度或树脂分布的均匀性。

本发明通过非接触式空气耦合超声检测装置对预浸料制品进行扫描，得到预浸料中树脂分布的均匀性，以及树脂在预浸料中的浸润程度，测试过程快速、简单、不接触材料，可实现大面积扫描分析。并且，本方法可以在生产现场进行实时检测，及时方便地进行指导，有利于提高质量和效率。并且，本发明适用于不同增强纤维或织物与树脂基体组成的预浸料浸润程度或树脂分布均匀性的检测和控制，也可以应用于检测不同工艺制备的预浸料的检测，具有检测精度高和检测效率高特点。

本发明的以上特性及其他特性将在下文中的具体实施方式部分进行明确地阐述。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1(a)为超声波透过率良好的示意图

图1(b)为超声波透过率中等的示意图

图1(c)为超声波透过率较差的示意图

图2(a)和2(b)是树脂基体在纤维层内的浸润程度较差的示意图；

图2(c)为浸润不足或树脂分散不均匀的示意图，其中存在较大尺寸的孔隙；

图2(d)为增强纤维、树脂基体、孔隙的图示表示示意图；

图2(e)为树脂在纤维层内浸润不完整的示意图，存在小尺寸少量孔隙或干点；

图2(f)为树脂在纤维层内浸润完整或较佳的示意图；

图3(a)为具体实施方式浸润良好的示意图

图3(b)为具体实施方式浸润较差的示意图

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的模块。

具体实施方式

依据本发明所述的检测方案的一个实施例包括以下十一个步骤，具体地分别是：

步骤一：根据材料厚度、声波传播速度等性质，和允许的发射接收探头位置，计算所需的合适空气耦合探头频率；

步骤二：将发射探头和接收探头分别置于标准试样厚度方向两侧，发射声波信号，调节声学参数；